JP7453788B2 - How to control pink color formation during antibody production - Google Patents
How to control pink color formation during antibody production Download PDFInfo
- Publication number
- JP7453788B2 JP7453788B2 JP2019561819A JP2019561819A JP7453788B2 JP 7453788 B2 JP7453788 B2 JP 7453788B2 JP 2019561819 A JP2019561819 A JP 2019561819A JP 2019561819 A JP2019561819 A JP 2019561819A JP 7453788 B2 JP7453788 B2 JP 7453788B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antibody
- cbl
- mab
- hydrogen peroxide
- collection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000016784 immunoglobulin production Effects 0.000 title claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 11
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 139
- RMRCNWBMXRMIRW-BYFNXCQMSA-M cyanocobalamin Chemical compound N#C[Co+]N([C@]1([H])[C@H](CC(N)=O)[C@]\2(CCC(=O)NC[C@H](C)OP(O)(=O)OC3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)C)C/2=C(C)\C([C@H](C/2(C)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O RMRCNWBMXRMIRW-BYFNXCQMSA-M 0.000 claims description 104
- YOZNUFWCRFCGIH-BYFNXCQMSA-L hydroxocobalamin Chemical compound O[Co+]N([C@]1([H])[C@H](CC(N)=O)[C@]\2(CCC(=O)NC[C@H](C)OP(O)(=O)OC3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)C)C/2=C(C)\C([C@H](C/2(C)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O YOZNUFWCRFCGIH-BYFNXCQMSA-L 0.000 claims description 94
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 53
- 235000000639 cyanocobalamin Nutrition 0.000 claims description 52
- 239000011666 cyanocobalamin Substances 0.000 claims description 52
- 229960002104 cyanocobalamin Drugs 0.000 claims description 52
- FDJOLVPMNUYSCM-WZHZPDAFSA-L cobalt(3+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r)-1-[3-[(1r,2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2 Chemical compound [Co+3].N#[C-].N([C@@H]([C@]1(C)[N-]\C([C@H]([C@@]1(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=C(\C)/C1=N/C([C@H]([C@@]1(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=C\C1=N\C([C@H](C1(C)C)CCC(N)=O)=C/1C)[C@@H]2CC(N)=O)=C\1[C@]2(C)CCC(=O)NC[C@@H](C)OP([O-])(=O)O[C@H]1[C@@H](O)[C@@H](N2C3=CC(C)=C(C)C=C3N=C2)O[C@@H]1CO FDJOLVPMNUYSCM-WZHZPDAFSA-L 0.000 claims description 50
- 239000011715 vitamin B12 Substances 0.000 claims description 50
- 235000004867 hydroxocobalamin Nutrition 0.000 claims description 47
- 239000011704 hydroxocobalamin Substances 0.000 claims description 47
- 229960001103 hydroxocobalamin Drugs 0.000 claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 47
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 31
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 claims description 27
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 claims description 17
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 16
- VTIIJXUACCWYHX-UHFFFAOYSA-L disodium;carboxylatooxy carbonate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]C(=O)OOC([O-])=O VTIIJXUACCWYHX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 229940045872 sodium percarbonate Drugs 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 10
- 238000011177 media preparation Methods 0.000 claims description 9
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 8
- 229960001922 sodium perborate Drugs 0.000 claims description 8
- YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M sodium;oxidooxy(oxo)borane Chemical compound [Na+].[O-]OB=O YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 7
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 4
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000012136 culture method Methods 0.000 claims 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 48
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 48
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 47
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 45
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 30
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 29
- FBWADIKARMIWNM-UHFFFAOYSA-N N-3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl-1,4-benzoquinone imine Chemical compound C1=C(Cl)C(O)=C(Cl)C=C1N=C1C=CC(=O)C=C1 FBWADIKARMIWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 23
- 229940088679 drug related substance Drugs 0.000 description 20
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 20
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 15
- FDJOLVPMNUYSCM-UVKKECPRSA-L cobalt(3+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r)-1-[3-[(2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2,7, Chemical compound [Co+3].N#[C-].C1([C@H](CC(N)=O)[C@@]2(C)CCC(=O)NC[C@@H](C)OP([O-])(=O)O[C@H]3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)[N-]\C2=C(C)/C([C@H](C\2(C)C)CCC(N)=O)=N/C/2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O FDJOLVPMNUYSCM-UVKKECPRSA-L 0.000 description 14
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 238000004885 tandem mass spectrometry Methods 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 12
- KIUMMUBSPKGMOY-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dithiobis(6-nitrobenzoic acid) Chemical compound C1=C([N+]([O-])=O)C(C(=O)O)=CC(SSC=2C=C(C(=CC=2)[N+]([O-])=O)C(O)=O)=C1 KIUMMUBSPKGMOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 10
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 10
- 125000000151 cysteine group Chemical group N[C@@H](CS)C(=O)* 0.000 description 10
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 9
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 9
- 239000002824 redox indicator Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 8
- 238000011118 depth filtration Methods 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 8
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000010777 Disulfide Reduction Effects 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 6
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 6
- 229940045999 vitamin b 12 Drugs 0.000 description 6
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 5
- 238000001294 liquid chromatography-tandem mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 5
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 238000004704 ultra performance liquid chromatography Methods 0.000 description 5
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 4
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 4
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 4
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 4
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 4
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 4
- 229960004198 guanidine Drugs 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000013627 low molecular weight specie Substances 0.000 description 4
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 4
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101100476210 Caenorhabditis elegans rnt-1 gene Proteins 0.000 description 3
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 3
- 238000012286 ELISA Assay Methods 0.000 description 3
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- 101000655985 Plasmodium falciparum (isolate FCH-5) Thioredoxin reductase Proteins 0.000 description 3
- 101000772462 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) Thioredoxin reductase 1 Proteins 0.000 description 3
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 3
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 210000004978 chinese hamster ovary cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 3
- 229960000633 dextran sulfate Drugs 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 3
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 3
- 241000699802 Cricetulus griseus Species 0.000 description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100036407 Thioredoxin Human genes 0.000 description 2
- 239000007984 Tris EDTA buffer Substances 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XJLXINKUBYWONI-DQQFMEOOSA-N [[(2r,3r,4r,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3-hydroxy-4-phosphonooxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] [(2s,3r,4s,5s)-5-(3-carbamoylpyridin-1-ium-1-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl phosphate Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 XJLXINKUBYWONI-DQQFMEOOSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 229960000074 biopharmaceutical Drugs 0.000 description 2
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 2
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000011210 chromatographic step Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000001945 cysteines Chemical class 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N guanidinium chloride Chemical compound [Cl-].NC(N)=[NH2+] PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 2
- PGLTVOMIXTUURA-UHFFFAOYSA-N iodoacetamide Chemical compound NC(=O)CI PGLTVOMIXTUURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 description 2
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 2
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 2
- 238000012510 peptide mapping method Methods 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 238000012794 pre-harvesting Methods 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 108060008226 thioredoxin Proteins 0.000 description 2
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000013060 ultrafiltration and diafiltration Methods 0.000 description 2
- PVPBBTJXIKFICP-UHFFFAOYSA-N (7-aminophenothiazin-3-ylidene)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C1=CC(=[NH2+])C=C2SC3=CC(N)=CC=C3N=C21 PVPBBTJXIKFICP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLKSPGHQGFFKGE-UHFFFAOYSA-N 1-chloropropan-2-yl n-(3-chlorophenyl)carbamate Chemical compound ClCC(C)OC(=O)NC1=CC=CC(Cl)=C1 WLKSPGHQGFFKGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101800001415 Bri23 peptide Proteins 0.000 description 1
- 102400000107 C-terminal peptide Human genes 0.000 description 1
- 101800000655 C-terminal peptide Proteins 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001427367 Gardena Species 0.000 description 1
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 1
- 108010021625 Immunoglobulin Fragments Proteins 0.000 description 1
- 102000008394 Immunoglobulin Fragments Human genes 0.000 description 1
- 125000000899 L-alpha-glutamyl group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])C([H])([H])C([H])([H])C(O[H])=O 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 description 1
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 description 1
- 239000012083 RIPA buffer Substances 0.000 description 1
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 1
- 102000011409 Transcobalamins Human genes 0.000 description 1
- 108010023603 Transcobalamins Proteins 0.000 description 1
- 229930003779 Vitamin B12 Natural products 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 238000003149 assay kit Methods 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013368 capillary electrophoresis sodium dodecyl sulfate analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000533 capillary isoelectric focusing Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000013000 chemical inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ACTIUHUUMQJHFO-UPTCCGCDSA-N coenzyme Q10 Chemical class COC1=C(OC)C(=O)C(C\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CCC=C(C)C)=C(C)C1=O ACTIUHUUMQJHFO-UPTCCGCDSA-N 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012228 culture supernatant Substances 0.000 description 1
- 229960002433 cysteine Drugs 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 229960003964 deoxycholic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011026 diafiltration Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 1
- 238000012444 downstream purification process Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000013383 initial experiment Methods 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- AGBQKNBQESQNJD-UHFFFAOYSA-M lipoate Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC1CCSS1 AGBQKNBQESQNJD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019136 lipoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012092 media component Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 125000001360 methionine group Chemical group N[C@@H](CCSC)C(=O)* 0.000 description 1
- MCPLVIGCWWTHFH-UHFFFAOYSA-L methyl blue Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C1NC1=CC=C(C(=C2C=CC(C=C2)=[NH+]C=2C=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=2C=CC(NC=3C=CC(=CC=3)S([O-])(=O)=O)=CC=2)C=C1 MCPLVIGCWWTHFH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 108010091718 peptide L Proteins 0.000 description 1
- 239000007793 ph indicator Substances 0.000 description 1
- 230000004481 post-translational protein modification Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000013630 prepared media Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 238000002731 protein assay Methods 0.000 description 1
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 1
- 239000012521 purified sample Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012368 scale-down model Methods 0.000 description 1
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 1
- 238000001542 size-exclusion chromatography Methods 0.000 description 1
- FHHPUSMSKHSNKW-SMOYURAASA-M sodium deoxycholate Chemical compound [Na+].C([C@H]1CC2)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC([O-])=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 FHHPUSMSKHSNKW-SMOYURAASA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229960002663 thioctic acid Drugs 0.000 description 1
- 229940094937 thioredoxin Drugs 0.000 description 1
- 238000013385 tryptic peptide mapping Methods 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 235000019163 vitamin B12 Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P21/00—Preparation of peptides or proteins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K16/00—Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/10—Cells modified by introduction of foreign genetic material
- C12N5/12—Fused cells, e.g. hybridomas
- C12N5/16—Animal cells
- C12N5/163—Animal cells one of the fusion partners being a B or a T lymphocyte
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K2317/00—Immunoglobulins specific features
- C07K2317/10—Immunoglobulins specific features characterized by their source of isolation or production
- C07K2317/14—Specific host cells or culture conditions, e.g. components, pH or temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2501/00—Active agents used in cell culture processes, e.g. differentation
- C12N2501/999—Small molecules not provided for elsewhere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2511/00—Cells for large scale production
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2017年5月9日に提出された米国仮出願第62/503615号の利益を主張し、その全体が本明細書に組み込まれる。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 62/503,615, filed May 9, 2017, which is incorporated herein in its entirety.
モノクローナル抗体(mAb)治療薬は、複数のヒト疾患の治療においてより一般的になる。高分子として、翻訳後修飾の広い範囲のために、mAbはある程度不均一性を有する。製品の品質と安全性、および治療用タンパク質のロット間の一貫性を確保するには、製造プロセスの制御を成功させることが重要である。実際、ICH Q6Bガイドラインには製品の外観書が必要である。 Monoclonal antibody (mAb) therapeutics are becoming more popular in the treatment of multiple human diseases. As macromolecules, mAbs have some degree of heterogeneity due to a wide range of post-translational modifications. Successful control of the manufacturing process is important to ensure product quality and safety and lot-to-lot consistency of therapeutic proteins. In fact, the ICH Q6B guidelines require a product appearance sheet.
通常の抗体製造では、一般的に許容できる色のばらつきがある(Derfus GE, et.al., MAbs 2014、6(3):679-688, Prentice KM, et. al., MAbs 2013、5(6):974-981, Vijayasankaran N, et.al., Biotechnol Prog 2013、29(5):1270-1277, Xu J, et. al., process Biochemistry 2014、49:130-1394)。しかしながら、工程内の不純物による色のばらつきは、工程制御の欠如の懸念である。最終原薬のピンク/赤色の主な原因の1つは、ビタミンB12-mAb複合体であると特定されている(Derfus, 2014, Prentice, 2013)。相互作用の性質は解明されていないが、ビタミンB12のタンパク質への付着は、プロテインAアフィニティクロマトグラフ、低pHウイルス不活性化、様々なポリッシングクロマトグラフならびに限外ろ過および透析ろ過を含む複数のダウンストリーム精製工程を通して共溶出するほど強いようである。 In normal antibody production, there is generally acceptable color variation (Derfus GE, et. al., MAbs 2014, 6(3):679-688, Prentice KM, et. al., MAbs 2013, 5). 6):974-981, Vijayasankaran N, et. al., Biotechnol Prog 2013, 29(5):1270-1277, Xu J, et. al., process Biochemistry 2014, 49:1 30-1394). However, color variations due to in-process impurities are a concern due to lack of process control. One of the main causes of the pink/red color of the final drug substance has been identified as the vitamin B 12 -mAb complex (Derfus, 2014, Prentice, 2013). Although the nature of the interaction has not been elucidated, the attachment of vitamin B12 to proteins has been demonstrated using multiple methods, including protein A affinity chromatography, low pH viral inactivation, various polishing chromatographs, and ultrafiltration and diafiltration. It appears to be strong enough to co-elute throughout downstream purification steps.
抗体はチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞などの哺乳動物細胞において一般的に産生され、細胞培養培地へと細胞外に分泌される。培養工程の終了時に、細胞は、収集液体を清澄化するために遠心分離、深層ろ過、または凝集などの方法を使用して、一次回収工程の間に培養培地から分離される。このプロセスの間に、細胞はしばしば機械的せん断、低溶存酸素(DO)環境への曝露、または温度およびpHシフトを含む様々なストレスを受ける。これらのストレスは細胞損傷を引き起こし、清澄化された液体へ望ましくない細胞内成分の放出を引き起こす。脂質や酵素などのこれらの細胞質ゾル成分は、製品の品質に影響を及ぼす可能性があり、慎重に監視または除去されなければならない。例えば、細胞内還元剤の放出は、抗体のジスルフィド結合還元につながる可能性がある。(Mun M., et.al. Biotechnol Bioeng 2015;112:734-742;Ruaudel J, et.al. BMC Proceedings 2015;9(Suppl 9):P24;Mullan B, et.al. BMC Proc. 2011;5(Suppl 8):P110;Trexler-Schmidt M, et.al. Biotechnol Bioeng. 2010;106:452-461;Koterba, KL, et.al. J Biotechnol. 2012;157:261-267;Handlogten MW, et.al. Biotechnol Bioeng. 2017;114:1469-1477;Hutchinson N, et.al. Biotechnol Bioeng. 2006;95:483-491)。 Antibodies are commonly produced in mammalian cells, such as Chinese hamster ovary (CHO) cells, and are secreted extracellularly into the cell culture medium. At the end of the culture step, cells are separated from the culture medium during a primary recovery step using methods such as centrifugation, depth filtration, or flocculation to clarify the collected liquid. During this process, cells are often subjected to various stresses including mechanical shear, exposure to low dissolved oxygen (DO) environments, or temperature and pH shifts. These stresses cause cell damage and release of unwanted intracellular components into the clarified fluid. These cytosolic components such as lipids and enzymes can affect product quality and must be carefully monitored or removed. For example, release of intracellular reducing agents can lead to disulfide bond reduction of antibodies. (Mun M., et.al. Biotechnol Bioeng 2015;112:734-742; Ruaudel J, et.al. BMC Proceedings 2015;9(Suppl 9):P24; Mullan B, et.al. BM C Proc. 2011; 5(Suppl 8):P110; Trexler-Schmidt M, et.al. Biotechnol Bioeng. 2010;106:452-461; Koterba, KL, et.al. J Biotechnol. 2012;157:26 1-267;Handlogten MW, et.al. Biotechnol Bioeng. 2017;114:1469-1477; Hutchinson N, et.al. Biotechnol Bioeng. 2006;95:483-491).
製造プロセスの間、収集操作および/またはプロテインAクロマトグラフィーの後に大幅な抗体の還元が観察された。複数のプロセスパラメータが抗体還元の程度に影響を与えてもよい。例えば、収集の間に高レベルの溶存酸素(DO)を維持することは、抗体分子をインタクトに保つために不可欠である(Mun M. 2015;Trexler-Schmidt M, 2010)。細胞溶解および細胞成分を収集液に漏れ出すことを引き起こす機械的せん断力も還元に大きくかかわる(Kao YH, et.al. Biotechnol Bioeng. 2010;107:622-632;Hutterer KM, et.al. MAbs. 2013;5:608-613)。収集保持時間(Chung WK, et.al. Biotechnol Bioeng. 2017;114:1264-12741)、培地成分(銅イオン、システイン/システインなど)ならびにpHおよび温度(Trexler-Schmidt M, 2010;Chung, 2017)などの他のプロセスパラメーターもまた、ジスルフィド還元の程度に影響を与える。 During the manufacturing process, significant antibody reduction was observed after the collection procedure and/or Protein A chromatography. Multiple process parameters may affect the extent of antibody reduction. For example, maintaining high levels of dissolved oxygen (DO) during collection is essential to keep antibody molecules intact (Mun M. 2015; Trexler-Schmidt M, 2010). Mechanical shear forces that cause cell lysis and leakage of cell components into the collection fluid also play a major role in reduction (Kao YH, et. al. Biotechnol Bioeng. 2010; 107:622-632; Hutterer KM, et. al. MAbs. 2013;5:608-613). Collection retention time (Chung WK, et.al. Biotechnol Bioeng. 2017; 114:1264-12741), media components (copper ions, cysteine/cysteine, etc.) and pH and temperature (Trexler-Schmidt M, 2010; Chung, 2017) Other process parameters also influence the extent of disulfide reduction.
抗体製品の品質を確保するために、製造の間の製造管理は、抗体ジスルフィド結合の還元から形成される低分子量(LMW)種を制御するために必要である。その結果、近年、ジスルフィド還元を制御するためのいくつかの戦略が提案されている。化学阻害剤は、抗体の還元を防ぐために試験されており、硫酸銅(Chaderjian WB,et.al. Biotechnol Prog. 2005;21:550-553)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、チオレドキシン阻害剤(米国特許第8,574,869)システイン、メチルブルー(WO2015/085003)およびコエンザイムQアナログ(Li WW, et.al. J Am Chem Soc. 2005;127:6140-614)などの抗還元剤による収集前および収集後処理を含む。緩和戦略を取り巻く知識と方法は長年にわたって増加しているが、生産におけるこれらの方法の実装には、クロマトグラフィー工程により除去する必要がある化学副産物の導入、処理時間の増加、およびオフターゲット修飾または抗体製品の損傷のリスクなど、困難が伴わないわけではない。 To ensure the quality of antibody products, manufacturing controls during manufacturing are necessary to control low molecular weight (LMW) species formed from reduction of antibody disulfide bonds. As a result, several strategies have been proposed in recent years to control disulfide reduction. Chemical inhibitors have been tested to prevent antibody reduction, including copper sulfate (Chaderjian WB, et. al. Biotechnol Prog. 2005;21:550-553), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and thioredoxin inhibitors (U.S. Patent No. 8,574,869) prior to collection with anti-reducing agents such as cysteine, methyl blue (WO2015/085003) and coenzyme Q analogs (Li WW, et.al. J Am Chem Soc. 2005;127:6140-614). and post-collection processing. Although the knowledge and methods surrounding mitigation strategies have increased over the years, the implementation of these methods in production involves the introduction of chemical byproducts that must be removed by chromatographic steps, increased processing times, and off-target modifications or This is not without its challenges, including the risk of damaging antibody products.
本発明は、以下のいずれか;
1)製造および収集の間の抗体の還元を防止する、または2)製造および収集の間のシアノコバラミン(CN-Cbl)からヒドロキソコバラミン(HO-Cbl)への変換を阻害する、または3)製造および収集の間の抗体の還元を防止し、かつシアノコバラミンからヒドロキソコバラミンへの変換を阻害する、の両方
により、抗体製造の間のピンク色の生成を防止する方法である。
The present invention includes any of the following;
1) prevent reduction of the antibody during production and collection, or 2) inhibit the conversion of cyanocobalamin (CN-Cbl) to hydroxocobalamin (HO-Cbl) during production and collection, or 3) prevent production and A method of preventing the formation of a pink color during antibody production both by preventing reduction of the antibody during collection and by inhibiting the conversion of cyanocobalamin to hydroxocobalamin.
本発明の一実施形態では、HO-CblへのCN-Cbl変換は、培地調製、培地保存、抗体生産および抗体収集から選択される1回以上の間に可視光線への培地露光を防止することにより阻害される。 In one embodiment of the invention, CN-Cbl conversion to HO-Cbl prevents medium exposure to visible light during one or more of the following steps selected from medium preparation, medium storage, antibody production, and antibody collection. inhibited by
本発明の一実施形態では、CN-Cblは、培地調製、培地保存、抗体生産および抗体収集から選択される1回以上の間にUVAライトのみに曝される。 In one embodiment of the invention, CN-Cbl is exposed to UVA light only during one or more times selected from media preparation, media storage, antibody production, and antibody collection.
本発明の一実施形態では、CN-Cblは、培地調製、培地保存の間に、および所望により抗体生産および抗体収集の間に赤色光(>600nm)のみに曝される。 In one embodiment of the invention, CN-Cbl is exposed to only red light (>60 On m) during media preparation, media storage, and optionally during antibody production and antibody collection.
本発明の一実施形態では、抗体ジスルフィド結合の還元は、収集時に清澄化バルク(bulk)に過酸化水素を加えることにより防止される。 In one embodiment of the invention, reduction of antibody disulfide bonds is prevented by adding hydrogen peroxide to the clarified bulk at the time of collection.
本発明の別の実施形態は、以下
1)製造および収集の間の抗体ジスルフィド結合の還元を防止すること、または2)細胞培養培地調製、培地保存、細胞培養工程または抗体収集の間のHO-CblへのCN-Cblの変換を阻害すること
を含む、製造の間にビタミンB12が抗体に結合することを阻害する方法である。
Another embodiment of the invention is to 1) prevent the reduction of antibody disulfide bonds during manufacturing and collection, or 2) HO during cell culture media preparation, media storage, cell culture steps, or antibody collection. - A method of inhibiting the binding of vitamin B12 to an antibody during manufacturing, comprising inhibiting the conversion of CN-Cbl to Cbl.
本発明の別の実施形態は、以下
1)赤色光(>600nm)条件下で細胞培養培地を調製すること、および保存すること、2)赤色光条件下で目的の抗体を産生する細胞を培養すること、3)赤色光条件下で細胞培養物から抗体を収集すること、および4)収集溶液に過酸化水素を加えること
を含む抗体の産生のための方法である。
Another embodiment of the invention includes: 1) preparing and storing a cell culture medium under red light (>600 nm) conditions; 2) culturing cells producing antibodies of interest under red light conditions. 3) collecting antibodies from a cell culture under red light conditions; and 4) adding hydrogen peroxide to the collection solution.
本発明の別の実施形態は、以下
1)赤色光(>600nm)条件下で細胞培養培地を調製すること、および保存すること、2)赤色光条件下で目的の抗体を産生する細胞を培養すること、および3)赤色光条件下で細胞培養物から目的の抗体を収集することを含む、抗体の産生のための方法である。
Another embodiment of the invention includes: 1) preparing and storing a cell culture medium under red light (>600 nm) conditions; 2) culturing cells producing antibodies of interest under red light conditions. and 3) harvesting the antibody of interest from a cell culture under red light conditions.
本発明の別の実施形態は、以下
1)目的の抗体を産生する細胞を培養すること、2)細胞培養物から目的の抗体を収集すること、および3)収集溶液に過酸化水素を加えること
を含む、抗体の産生ための方法である。
Another embodiment of the invention comprises: 1) culturing cells producing the antibody of interest; 2) collecting the antibody of interest from the cell culture; and 3) adding hydrogen peroxide to the collection solution. A method for the production of antibodies, including.
発明の詳細な説明
生物製剤製造の工程管理は製品品質および安全性ならびに治療用タンパク質のロット間の一貫性を確保するために重要である。製造の間の色生成のメカニズムを理解することは制御戦略を開発するために重要である。本発明者らは抗体製造の間のピンク色の生成が、還元抗体の遊離スルフヒドリル基およびビタミンB12の活性型であるヒドロキソコバラミンの両方の濃度に依存する二次反応であることを発見した。両方の反応物が必要であり、いずれか単独ではピンク色を生成するのに十分でない。本発明は、以下;1)製造および収集の間の抗体の還元を防止すること、または2)製造および収集の間のシアノコバラミン(CN-Cbl)からヒドロキソコバラミン(HO-Cbl)への変換を阻害することのいずれかにより、抗体製造の間のピンク色の生成を防止する方法である。あるいは、本発明は、1)製造および収集の間の抗体の還元を防止する、および2)製造および収集の間のシアノコバラミンからヒドロキソコバラミンへの変換を阻害することによる、抗体製造の間のピンク色の生成を防止する方法である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Process control in biologics manufacturing is important to ensure product quality and safety and lot-to-lot consistency of therapeutic proteins. Understanding the mechanisms of color production during manufacturing is important for developing control strategies. We discovered that the formation of a pink color during antibody production is a secondary reaction that depends on the concentration of both the free sulfhydryl groups of the reduced antibody and hydroxocobalamin, the active form of vitamin B12 . Both reactants are necessary; either alone is not sufficient to produce the pink color. The present invention: 1) prevents reduction of antibodies during manufacturing and collection; or 2) inhibits the conversion of cyanocobalamin (CN-Cbl) to hydroxocobalamin (HO-Cbl) during manufacturing and collection. This is a method of preventing the formation of a pink color during antibody production by either of the following: Alternatively, the present invention provides a method for producing a pink color during antibody production by 1) preventing reduction of the antibody during production and collection, and 2) inhibiting the conversion of cyanocobalamin to hydroxocobalamin during production and collection. This is a method to prevent the generation of
本発明者らは、ビタミンB12の活性型が重鎖134(HC134)、軽鎖214(LC214)、重鎖321(HC321)、重鎖367(HC367)、および重鎖425(HC425)に位置するシステインの遊離スルフヒドリル基に付着することを発見した。5つのシステイン残基はFabおよびFc領域の両方に分布している。これらの5つのシステイン残基の間には、LC214とHC134およびHC367とHC425、の2対のジスルフィド結合がある(図3c)。これらの特定のジスルフィド結合が製造および収集の間に還元されると、ジスルフィド対におけるシステイン残基の両方がヒドロキソコバラミン付着につき同等のアクセシビリティを有する。 We found that the active form of vitamin B12 is located at heavy chain 134 (HC134), light chain 214 (LC214), heavy chain 321 (HC321), heavy chain 367 (HC367), and heavy chain 425 (HC425). It was discovered that the free sulfhydryl group of cysteine is attached to the free sulfhydryl group of cysteine. The five cysteine residues are distributed in both the Fab and Fc regions. There are two pairs of disulfide bonds between these five cysteine residues, LC214 and HC134 and HC367 and HC425 (Figure 3c). When these particular disulfide bonds are reduced during manufacture and collection, both cysteine residues in the disulfide pair have equal accessibility for hydroxocobalamin attachment.
本明細書中で使用されるように、「シアノコバラミン」および「CN-Cbl」は互換的に使用され、および細胞培養培地のビタミンB12(VB12)成分を指す。同様に、「ヒドロキソコバラミン」および「HO-Cbl」は互換的に使用され、製造および収集の間に還元抗体に結合するために利用可能な細胞培養培地におけるビタミンB12の活性型(VB12)を指す。 As used herein, "cyanocobalamin" and "CN-Cbl" are used interchangeably and refer to the vitamin B 12 (VB12) component of cell culture media. Similarly, "hydroxocobalamin" and "HO-Cbl" are used interchangeably to make the active form of vitamin B12 (VB12) available in the cell culture medium to bind reduced antibodies during manufacture and collection. Point.
抗体は通常、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞などの哺乳動物細胞において産生され、細胞培養培地に細胞外へ分泌される。細胞培養工程の最後に、細胞は、遠心分離、深層ろ過、または凝集などの方法を使用する一次回収工程の間に培養培地から分離され、収集液体を清澄化する。 Antibodies are usually produced in mammalian cells, such as Chinese hamster ovary (CHO) cells, and secreted extracellularly into the cell culture medium. At the end of the cell culture process, the cells are separated from the culture medium during a primary recovery step using methods such as centrifugation, depth filtration, or flocculation to clarify the collected liquid.
本明細書中で使用されるように、「清澄化バルク」および「CB」は互換的に使用され、細胞培養液を清澄化するために使用される遠心分離、深層ろ過、または凝集などの一次回収工程の後に回収された溶液を指す。 As used herein, "clarified bulk" and "CB" are used interchangeably and refer to primary processes such as centrifugation, depth filtration, or flocculation used to clarify cell culture media. Refers to the solution recovered after the recovery step.
本明細書中で使用されるように、「細胞培養培地調製」、「細胞培養培地保存」、「細胞培養工程」、「抗体製造」、「抗体生産」、および「抗体収集」、「収集」は、抗体を生産するために必要な多くの工程を指す。各工程は、製造施設内の異なる場所で発生してもよい。 As used herein, "cell culture media preparation,""cell culture media storage,""cell culture process,""antibodyproduction,""antibodyproduction," and "antibody collection,""collection ” refers to the many steps necessary to produce antibodies. Each step may occur at a different location within a manufacturing facility.
ピンク色の制御戦略としての製造環境での赤色光の使用 Using red light in manufacturing environments as a pink color control strategy
ヒドロキソコバラミンおよび還元抗体の両方がピンク色産物の生成に必要とされるため、いずれか一つまたは両方の因子の制御は、ピンク色生成を防止するだろう。 Since both hydroxocobalamin and reduced antibody are required for the production of a pink product, control of either one or both factors will prevent pink production.
光誘発ビタミンB12変換は、培地調製、培地保存および細胞培養工程の間に起こり得る。培地調製、保存期間、およびガラスリアクタ-での細胞培養期間に透明の使い捨てのバイオプロセシングバッグの使用はビタミンB12光曝露および変換のリスクを高める。適切な容器(たとえば、ステンレス鋼容器)を使用する、追加の層材料で覆う、不要な光曝露を避ける、などの一般的な制御戦略は、光からの保護を提供できる。ただし、これらの戦略の実装には課題がないわけではなく、多くの場合追加費用が含まれる。
Light-induced vitamin B12 conversion can occur during media preparation, media storage, and cell culture steps. The use of transparent disposable bioprocessing bags during media preparation, storage, and cell culture in glass reactors increases the risk of vitamin B12 light exposure and conversion. Common control strategies such as using appropriate containers (e.g., stainless steel containers), covering with additional layer materials, and avoiding unnecessary light exposure can provide protection from light. However, implementing these strategies is not without its challenges and often involves additional costs.
実施例1は、赤色光がHO-CblへのCN-Cbl変換を誘導しないことを示す。還元mAb Aを白色光、または赤色光または緑色光に曝された、または暗所を保った培養培地にスパイクした。一晩インキュベートした後、mAbをプロテインAカラムで精製し、結合したビタミンB12をELISAアッセイで測定した。表7に示すように、ビタミンB12コンジュゲーション率の順番は、白色光>緑色光>赤色光、および暗所コントロールであった。 Example 1 shows that red light does not induce CN-Cbl conversion to HO-Cbl. Reduced mAb A was spiked into culture medium exposed to white light, or red or green light, or kept in the dark. After overnight incubation, mAbs were purified on a protein A column and bound vitamin B12 was measured in an ELISA assay. As shown in Table 7, the order of vitamin B 12 conjugation rates was white light > green light > red light, and dark control.
本発明の一実施形態では、ヒドロキソコバラミンへのシアノコバラミン変換は、細胞培養培地が調製され、保存されるエリアにおいて、および所望により細胞培養物製造および収集エリアにおいて白色光を赤色光(波長>600nm)と置き換えることにより阻害され、低減され、または防止される。 In one embodiment of the invention, cyanocobalamin conversion to hydroxocobalamin is performed using white light (wavelength >600 nm) in areas where cell culture media are prepared and stored, and optionally in cell culture production and collection areas. inhibited, reduced, or prevented by replacing it with
本発明の別の実施形態では、ヒドロキソコバラミンへのシアノコバラミン変換は、細胞培養培地が調製され、保存されるエリアにおいて、および所望により細胞培養物製造および収集エリアにおいて白色電球を赤色LED電球(波長>600nm)と置き換えることにより阻害され、低減され、または防止される。 In another embodiment of the invention, cyanocobalamin conversion to hydroxocobalamin is performed by replacing white light bulbs with red LED light bulbs (wavelength > 600 nm) is inhibited, reduced or prevented.
本発明の別の実施形態では、ヒドロキソコバラミンへのシアノコバラミン変換は、細胞培養培地が調製され、保存されるエリアにおいて、および所望により細胞培養物製造および収集エリアにおいて白色電球の上に赤色プラスチックシートあるいは赤色チューブを置くことにより阻害され、低減され、または防止される。 In another embodiment of the invention, cyanocobalamin conversion to hydroxocobalamin is carried out on a red plastic sheet or Inhibited, reduced or prevented by placing a red tube.
本発明の別の実施形態では、細胞培養培地が調製され、保存されるエリアにおける白色光、および、また細胞培養物製造および収集エリアにおける白色光は、白色電球を赤色LED電球(波長>600nm)と置き換えることにより、または白色電球の上に赤色プラスチックシートあるいは赤色チューブを置くことにより赤色光と置換される。 In another embodiment of the invention, the white light in the area where the cell culture media is prepared and stored, and also in the cell culture production and collection area, is replaced by a white light bulb or a red LED light bulb (wavelength >600 nm). or by placing a red plastic sheet or red tube over a white light bulb.
本発明の別の実施形態では、細胞培養培地が調製され、保存されるエリアにおける白色光、および、また、細胞培養物収集エリアにおける白色光は、白色電球を赤色LED電球(波長>600nm)と置き換えることにより、または白色電球の上に赤色プラスチックシートあるいは赤色チューブを置くことにより赤色光と置換される。 In another embodiment of the invention, the white light in the area where the cell culture media is prepared and stored and also in the cell culture collection area is replaced by a white light bulb with a red LED light bulb (wavelength >600 nm). Red light can be replaced by replacement or by placing a red plastic sheet or red tube over a white light bulb.
本発明の別の実施形態では、細胞培養培地が調製され、保存されるエリアにおける白色光、および、また、細胞培養物製造エリアにおける白色光は、白色電球を赤色LED電球(波長>600nm)と置き換えることにより、または白色電球の上に赤色プラスチックシートあるいは赤色チューブを置くことにより赤色光と置換される。 In another embodiment of the invention, the white light in the area where the cell culture media is prepared and stored and also in the cell culture production area is replaced by a white light bulb with a red LED light bulb (wavelength >600 nm). Red light can be replaced by replacement or by placing a red plastic sheet or red tube over a white light bulb.
ピンク色制御戦略としてのタンパク質収集および一次回収の間の抗体還元の防止。 Prevention of antibody reduction during protein collection and primary recovery as a pink color control strategy.
還元抗体およびヒドロキソコバラミンの両方がピンク色産物の生成に必要とされるため、いずれか一つまたは両方の因子の制御は、ピンク色生成を防止するだろう。 Since both reduced antibody and hydroxocobalamin are required for the production of a pink product, control of either one or both factors will prevent pink production.
mAb製造の間のジスルフィド結合の還元は、酵素酸化還元反応であり、抗体製造プロセスの間の低分子量種(LMW)形成の根本原因である。LMW生成の原因はよく理解されいないが、LMWの出現は抗体の還元環境を作り出す温度、溶存酸素(DO)、pH、生存率、細胞密度、溶解率などの細胞培養条件の組み合わせ効果に起因すると考えられている。これは、還元環境で抗体を保持する清澄化バルク(CB)保持条件(例えば温度、時間、曝気)によってさらに悪化する。LMWの検出は、通常、清澄化バルクまたはプロテインA溶出液プールのステップで視覚化される。 Disulfide bond reduction during mAb production is an enzymatic redox reaction and is the root cause of low molecular weight species (LMW) formation during the antibody production process. Although the causes of LMW generation are not well understood, the appearance of LMW is attributed to the combined effects of cell culture conditions such as temperature, dissolved oxygen (DO), pH, viability, cell density, and lysis rate, which create a reducing environment for antibodies. It is considered. This is further exacerbated by clarified bulk (CB) holding conditions (eg, temperature, time, aeration) that hold antibodies in a reducing environment. Detection of LMW is usually visualized in the clarification bulk or protein A eluate pool step.
実施例2は、遊離チオールレベルが100mM未満の場合、LMW生成のリスクが低いこと;100~200mMの遊離チオールレベルは警告サインであること;および200mM超えの遊離チオールレベルは、LMW生成のリスクが高いこと、を示す。抗体の還元を防ぐための多くの緩和戦略として、酸化還元反応に関与する酵素を阻害するか、またはNADPHなどの重要な酵素補因子を酸化および枯渇させることが提案されている(Mun M 2015, Trexler-Schmidt M 2010)。エアスパージングは、抗体の還元を防ぐ強力な方法として示されている。しかしながら、総遊離チオールレベルは、製造の間のマイクロモルレベルから、空気なしでCBを保持した後のミリモルレベルまで変動する(表7)。図8は、最悪の清澄化バルク条件の場合、空気への曝露が抗体還元を完全には抑制できなかったことを示している。 Example 2 shows that free thiol levels below 100mM have a low risk of LMW formation; free thiol levels between 100 and 200mM are a warning sign; and free thiol levels above 200mM have a low risk of LMW formation. Indicates that it is high. Many mitigation strategies to prevent antibody reduction have been proposed to inhibit enzymes involved in redox reactions or to oxidize and deplete important enzyme cofactors such as NADPH (Mun M 2015, Trexler-Schmidt M 2010). Air sparging has been shown to be a powerful method to prevent antibody reduction. However, total free thiol levels vary from micromolar levels during production to millimolar levels after holding the CB without air (Table 7). Figure 8 shows that for the worst clarified bulk conditions, exposure to air could not completely suppress antibody reduction.
本発明者らは、収集の間に清澄化バルクに過酸化物を添加すると、抗体ジスルフィド結合の還元およびLMW種の生成が防止されることを発見した。過酸化物を使用する利点には、1)過酸化物を任意の比率で水と混合できること、および2)過剰な過酸化物の除去は下流の精製に負担がかからないことが含まれる。しかしながら、過酸化水素(H2O2)の10mM溶液が水と酸素に完全に分解すると、理論的に5mMの酸素が生成され得るが、このプロセスは触媒がないと遅くなる。 We discovered that adding peroxide to the clarified bulk during collection prevented the reduction of antibody disulfide bonds and the generation of LMW species. Advantages of using peroxide include 1) peroxide can be mixed with water in any ratio, and 2) removal of excess peroxide is not burdensome to downstream purification. However, when a 10 mM solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) completely decomposes into water and oxygen, 5 mM of oxygen can theoretically be produced, but this process is slow in the absence of a catalyst.
実施例2は、過酸化水素、または過炭酸ナトリウムや過ホウ酸ナトリウムなどの代替無機または有機過酸化物を清澄化バルクに添加すると、抗体のジスルフィド結合の還元を効果的に防ぐことができることを示す。 Example 2 shows that adding hydrogen peroxide or alternative inorganic or organic peroxides such as sodium percarbonate or sodium perborate to the clarified bulk can effectively prevent the reduction of antibody disulfide bonds. show.
本発明の一実施形態では、抗体ジスルフィド結合還元は、収集時に清澄化バルク(bulk)に過酸化水素を加えることにより防止される。 In one embodiment of the invention, antibody disulfide bond reduction is prevented by adding hydrogen peroxide to the clarified bulk at the time of collection.
本発明の一実施形態では、抗体ジスルフィド結合還元は、収集時に清澄化バルクに過炭酸ナトリウムまたは過ホウ酸ナトリウムなどの無機または有機過酸化物を加えることにより防止される。 In one embodiment of the invention, antibody disulfide bond reduction is prevented by adding an inorganic or organic peroxide, such as sodium percarbonate or sodium perborate, to the clarified bulk at the time of collection.
本発明の別の実施形態では、抗体ジスルフィド結合還元は収集時に清澄化バルクの過酸化水素濃度を≦10mMで維持することにより防止される。 In another embodiment of the invention, antibody disulfide bond reduction is prevented by maintaining the hydrogen peroxide concentration of the clarified bulk at ≦10 mM during collection.
本発明の別の実施形態では、抗体ジスルフィド結合還元は収集時に清澄化バルクの過酸化水素濃度を3mMから10mMの間に維持することにより防止される。 In another embodiment of the invention, antibody disulfide bond reduction is prevented by maintaining the hydrogen peroxide concentration of the clarified bulk between 3 and 10 mM during collection.
実施例1
mAbとのビタミンB12結合
タンパク質ストック
2つの異なる治療用IgG4分子(mAb AおよびB)をこの研究で使用した。それらの両方が元のIgG4のヒンジ領域モチーフCPSCにおいてセリンからプロリンへの1つの点突然変異を有し、IgG1鎖間ジスルフィド結合構造に類似していた。(Liu H et.al.: MAbs 2012、4(1):17-23;Aalberse RC et.al.Immunology 2002、105(1):9-19)。IgG4抗体はCHO細胞において産生され、およびプロテインAクロマトグラフィー、追加のポリッシングクロマトグラフィーおよびヒスチジン-ベースバッファへの最終UF/DFろ過を使用してアフィニティ精製した。原薬(DS)のタンパク質濃度は280nmでの吸光度により決定した。
Example 1
Vitamin B12 Binding with mAbs Protein Stocks Two different therapeutic IgG4 molecules (mAbs A and B) were used in this study. Both of them had one point mutation from serine to proline in the original IgG4 hinge region motif CPSC, resembling the IgG1 interchain disulfide bond structure. (Liu H et. al.: MAbs 2012, 4(1): 17-23; Aalberse RC et. al. Immunology 2002, 105(1): 9-19). IgG4 antibodies were produced in CHO cells and affinity purified using protein A chromatography, additional polishing chromatography and final UF/DF filtration into histidine-based buffer. Protein concentration of drug substance (DS) was determined by absorbance at 280 nm.
ビタミンB12ELISA。
精製タンパク質に結合したビタミンB12(VB12)の量の決定には、製造元の推奨手順とともに市販のVB12測定キット(Monobind Inc., Lake Forest, CA)を使用した。
Vitamin B12 ELISA.
A commercially available VB12 assay kit (Monobind Inc., Lake Forest, Calif.) was used in conjunction with the manufacturer's recommended procedures to determine the amount of vitamin B 12 (VB12) bound to the purified protein.
In vitroでの、原薬へのビタミンB12結合。
ヒスチジンベースバッファ中のmAb AまたはmAb B溶液(50mg/ml)をモル比4:1から2:1(タンパク質:VB12)でCN-Cbl(Sigma-Aldrich、V2876、ストック溶液1mg/ml水)またはHO-Cbl(Sigma-Aldrich、V5323、ストック溶液1mg/ml水)のいずれかと混合した。反応は室温で、暗所で1日間行った。リン酸生理食塩水バッファ(PBS、Sigma-Aldrich、D5652)でのバッファ交換はフロースルーにおいて色が見えなくなるまで50kDaカットオフAmicon遠心フィルターを介して行われた。バッファ交換反応溶液をペプチドマッピング分析に供した。
Vitamin B12 conjugation to drug substance in vitro.
mAb A or mAb B solution (50 mg/ml) in histidine-based buffer at a molar ratio of 4:1 to 2:1 (protein:VB12) with CN-Cbl (Sigma-Aldrich, V2876,
還元抗体の過酸化水素酸化。
mAb Aの1ロットは、製造の間に部分的に還元されたジスルフィド結合であった。原薬を0.1%過酸化水素(30mM)と室温で4時間混合し、過剰な過酸化水素を上述のバッファ交換により除去した。
Hydrogen peroxide oxidation of reduced antibodies.
One lot of mAb A had disulfide bonds that were partially reduced during manufacturing. The drug substance was mixed with 0.1% hydrogen peroxide (30 mM) for 4 hours at room temperature and excess hydrogen peroxide was removed by buffer exchange as described above.
光曝露研究。
mAb A用に新たに調製した培地を光曝露試験で使用した。CN-Cblを最終濃度10mg/Lまで添加した(1mg/mlストック溶液から)。
Light exposure studies.
Freshly prepared medium for mAb A was used in light exposure studies. CN-Cbl was added to a final concentration of 10 mg/L (from a 1 mg/ml stock solution).
13W白色光コンパクト蛍光灯(CFL)を可視光源として使用した。360nmを中心とする13Wの市販のブラックライト電球をUV光源として使用した。ランプは、溶液の加熱を防ぐために、毎分200立方フィートの空気流量でドラフトチャンバーを設置した。ベンチの表面は、光の反射を避けるために暗かった。試料は、ランプから約12~13インチ離れて配置され(平均強度はチューブの表面で672luxあった)、通常の室内照明条件(500~1,000lux)をシミュレートした。光の強度は、光度計(それぞれUVAおよび可視光につきSper Scientific UVA/B光度計Model 850009およびExtech HD400)で測定した。カラーフィルターはArbor Scientific(Kit 33-0190)から購入した。フィルターの透過スペクトルを図4に示す。ポリカーボネートプラスチックシート(厚さ2.4mm)をハードウェアストアから購入し、UVA光をフィルターで除去するために使用した。 A 13W white light compact fluorescent lamp (CFL) was used as the visible light source. A 13W commercially available black light bulb centered at 360 nm was used as the UV light source. The lamp was installed in a fume hood with an air flow rate of 200 cubic feet per minute to prevent heating of the solution. The surface of the bench was dark to avoid light reflections. The sample was placed approximately 12-13 inches from the lamp (average intensity was 672 lux at the surface of the tube) to simulate typical room lighting conditions (500-1,000 lux). Light intensity was measured with a photometer (Sper Scientific UVA/B photometer Model 850009 and Extech HD400 for UVA and visible light, respectively). Color filters were purchased from Arbor Scientific (Kit 33-0190). The transmission spectrum of the filter is shown in FIG. Polycarbonate plastic sheets (2.4 mm thick) were purchased from a hardware store and used to filter out UVA light.
すべての培地試料を光源にさらし、可視光の場合は0.3、0.6、および1.2百万lux時間(強度×露光時間)、UVA光の場合は1平方メートルあたり71および212ワットでサンプリングした。 All medium samples were exposed to light sources at 0.3, 0.6, and 1.2 million lux hours (intensity x exposure time) for visible light and 71 and 212 watts per square meter for UVA light. sampled.
遊離スルフヒドリル基アッセイ。
当該方法は文献(Arner ES et.al. Methods Enzymol 1999、300:226-239)からわずかに変更を加えてエルマン試薬、3,3’-ジチオ-ビス(6-ニトロ安息香酸)、3-カルボキシ-4-ニトロフェニル(nitophenyl)ジスルフィド;2,2’-ジニトロ-5,5’-ジチオ安息香酸(DTNB)を使用する。簡潔には、96ウェルプレートで10μLの原薬の試料を15μLのTEバッファ(50mM Tris-HCl、20mM EDTA、pH7.6)と混合した。DTNB溶液(エタノール中5mg/ml、Sigma-Aldrich、D8130)を、使用前に体積比1:9で0.2M Tris(pH8)中の8Mグアニジン-HClと新たに混合した。次に、100μLのDTNB/グアニジン溶液を各ウェルに加えて混合した。412nmでのスペクトル吸収を測定し、13,600M-1cm-1のモル吸光係数値を計算に使用した。
Free sulfhydryl group assay.
The method was modified slightly from the literature (Arner ES et.al. Methods Enzymol 1999, 300:226-239) using Ellman's reagent, 3,3'-dithio-bis(6-nitrobenzoic acid), 3-carboxylic -4-nitophenyl disulfide; 2,2'-dinitro-5,5'-dithiobenzoic acid (DTNB) is used. Briefly, 10 μL of drug substance sample was mixed with 15 μL of TE buffer (50 mM Tris-HCl, 20 mM EDTA, pH 7.6) in a 96-well plate. DTNB solution (5 mg/ml in ethanol, Sigma-Aldrich, D8130) was freshly mixed with 8 M guanidine-HCl in 0.2 M Tris (pH 8) in a volume ratio of 1:9 before use. Next, 100 μL of DTNB/guanidine solution was added to each well and mixed. The spectral absorption at 412 nm was measured and a molar extinction coefficient value of 13,600 M −1 cm −1 was used for calculations.
抗体変性試験。
熱変性のために、1mLのmAb A(プロテインAアフィニティカラム精製後、Trisで中和)をエッペンドルフテストチューブで80℃で20分間加熱した。加熱と冷却の後、目に見える沈殿物が形成された。チューブを18,000xgで20分間遠心分離した。上清をタンパク質アッセイ(OD280)およびビタミンB12ELISAアッセイに使用した。SDS変性について、0.25mLの原薬を、リン酸生理食塩水(PBS)中0.75mLの0.3%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)と混合し、室温で1日間放置した。余分なSDSは、50kDaカットオフAmicon遠心フィルターを介したPBSとのバッファ交換により除去した。
Antibody denaturation test.
For thermal denaturation, 1 mL of mAb A (neutralized with Tris after protein A affinity column purification) was heated at 80° C. for 20 min in an Eppendorf test tube. After heating and cooling a visible precipitate formed. Tubes were centrifuged at 18,000xg for 20 minutes. The supernatant was used for protein assay (OD280) and vitamin B 12 ELISA assay. For SDS denaturation, 0.25 mL of drug substance was mixed with 0.75 mL of 0.3% sodium dodecyl sulfate (SDS) in phosphate saline (PBS) and left at room temperature for 1 day. Excess SDS was removed by buffer exchange with PBS through a 50 kDa cutoff Amicon centrifugal filter.
LC/MS/MSを使用した原薬-ビタミンB12反応混合物のペプチドマッピング解析。
mAb AおよびビタミンB12を含有する試料は、事前の還元またはアルキル化を行わずにトリプシンで消化した。トリプシンを酵素対タンパク質比1:25(重量/重量)で添加する前に、消化バッファ(50mMトリスHCl、10mM塩化カルシウム、2M尿素、pH7.6)を使用して、バッファ交換反応混合物を1mg/mLに希釈した)。37℃でのインキュベーション後、消化された混合物は直接LC/MS/MS解析に供した。ThemoFisher Q-EXACTIVE PLUS Orbitrap質量分析計で分析する前に、Waters Acquity(TM)UPLCを使用して、約10μgのトリプシン消化物をクロマトグラフィーで分離した。Waters Acquity BEH CSH(TM)C18カラム(1.7μm、2.1x100mm)を分離に使用した(45℃で)。60分以上1%から80%の移動相Bの直線勾配を使用して、ペプチドを水中で溶出した(移動相A:0.1%ギ酸および5mMギ酸アンモニウム;移動相B:アセトニトリル中0.1%ギ酸および5mMギ酸アンモニウム)、流速0.2mL/分。Orbitrap質量分析計は、3.0kVのスプレー電圧で陽イオンモードで動作した。ヒーター温度とキャピラリー温度は、それぞれ300℃と275℃に設定した。MSの取得は70,000の分解能で実行され、MS/MS解析用に17,500の分解能で各デューティサイクルで10個の最も強いイオンを選択した。ダイナミックエクスクルージョン機能は有効であった。25の正規化された衝突エネルギーを使用して、フラグメンテーションスペクトルを取得した。
Peptide mapping analysis of drug substance-vitamin B12 reaction mixture using LC/MS/MS.
Samples containing mAb A and vitamin B12 were digested with trypsin without prior reduction or alkylation. Digestion buffer (50mM Tris-HCl, 10mM calcium chloride, 2M urea, pH 7.6) was used to prepare the buffer exchange reaction mixture at 1mg/wt before adding trypsin at an enzyme to protein ratio of 1:25 (wt/wt). (diluted to mL). After incubation at 37°C, the digested mixture was directly subjected to LC/MS/MS analysis. Approximately 10 μg of the tryptic digest was chromatographically separated using a Waters Acquity™ UPLC before analysis on a ThemoFisher Q-EXACTIVE PLUS Orbitrap mass spectrometer. A Waters Acquity BEH CSH(TM) C18 column (1.7 μm, 2.1×100 mm) was used for the separation (at 45° C.). Peptides were eluted in water using a linear gradient of mobile phase B from 1% to 80% over 60 min (mobile phase A: 0.1% formic acid and 5mM ammonium formate; mobile phase B: 0.1% in acetonitrile). % formic acid and 5 mM ammonium formate), flow rate 0.2 mL/min. The Orbitrap mass spectrometer was operated in positive ion mode with a spray voltage of 3.0 kV. The heater temperature and capillary temperature were set at 300°C and 275°C, respectively. MS acquisition was performed at a resolution of 70,000 and the 10 most intense ions were selected at each duty cycle at a resolution of 17,500 for MS/MS analysis. The dynamic exclusion function was effective. Fragmentation spectra were obtained using 25 normalized collision energies.
ピンク色を生成するには、ジスルフィド還元mAbとHO-Cblの両方が必要である。
mAbの製造の間に、ピンク色は通常プロテインA溶出ステップで現れることが観察され、mAbが濃縮され、培地組成からバックグラウンド色が除去される。ビタミンB12の含有量をELISA法で分析した結果、ピンク色のロットは無色のバッチよりも約20倍高いビタミンB12を有することがわかった(表1、バッチ1対2)。
表1.ビタミンB12(VB12)付着およびmAb Bの遊離チオール
During mAb production, it is observed that a pink color usually appears at the Protein A elution step, concentrating the mAb and removing background color from the media composition. The content of vitamin B12 was analyzed by ELISA method and the pink batch was found to have about 20 times higher vitamin B12 than the colorless batch (Table 1,
Table 1. Vitamin B12 (VB12) attachment and free thiol of mAb B
分子量とビタミンB12およびmAbの濃度に基づいて、着色された材料は47mAb分子中に約1つのビタミンB12分子を有していた。ビタミンB12には、360、420、550nm付近に3つの主要な吸収ピークがある。スペクトルスキャンにより、ピンク色のバッチは320nmより大きいところで無色のバッチよりも高い吸収率を示した(図1Aおよび図1B、赤色対紫色の線)。 Based on the molecular weight and concentration of vitamin B12 and mAb, the colored material had approximately 1 vitamin B12 molecule in 47 mAb molecules. Vitamin B12 has three major absorption peaks around 360, 420, and 550 nm. Spectral scans showed that the pink batch had higher absorption above 320 nm than the colorless batch (Figures 1A and 1B, red vs. purple lines).
ジスルフィド結合の還元と遊離スルフヒドリル基の生成は、ピンク色の出現に関連していることが提案されている(Derfus GE et.al.. MAbs 2014、6(3):679-688)。ピンク色のロットのmAb Bの遊離スルフヒドリル含量は、無色バッチよりも高い遊離スルフヒドリルレベルを有した(表1)。一方、遊離スルフヒドリル含量が高いいくつかのバッチ(mAb AについてN=4、mAb BについてN=2)は、原薬ではピンク色を有していなかった。例えば、mAb Aのバッチ2には、バッチ1よりも高いレベルの遊離スルフヒドリル基が有していたが、両方のバッチは無色で、同様のレベルのビタミンB12を有していた(表2)。これらの結果は、遊離スルフヒドリル基が必要であるが、単独ではピンク色の産物を生成するには不十分であることを示している。
表2. ビタミンB12付着およびmAb Aの遊離チオール
Table 2. Vitamin B12 attachment and free thiol of mAb A
ビタミンB12は、哺乳類の細胞培養に不可欠な補因子である。ビタミンB12の最も安定した形態であるCN-Cblは、細胞培養プロセスで使用される唯一のソースである。光はCN-CblをHO-Cblに変換できることが報告されており、これはmAbに対する反応性が高い(Prentice KM et.al.: MAbs 2013, 5(6):974-981)。原薬でピンク色を生成するには、タンパク質からの遊離チオールおよび反応性HO-Cblの両方の必要性を実証するために、低(バッチ1)または高(バッチ2)レベルの遊離スルフヒドリル含量のmab AとCN-CblまたはHO-Cblをインキュベートすることによって一連の試験を設定した。ビタミンB12アイソフォームとmAbを混合し、室温で1日間暗所でインキュベートした。インキュベーション後、遊離ビタミンB12をろ過により除去した。保持されたビタミンB12量は(表2);
(1)HO-Cblは、同じバッチmAbと複合体を形成するにはCN-Cblよりもはるかに活性が高く、
(2)遊離スルフヒドリル基のレベルが高い原薬は遊離スルフヒドリル基のレベルが低い原薬よりも反応性が高いこと、および
(3)最も高いビタミンB12取り込みはHO─Cbl存在下でかつ高いレベルの遊離スルフヒドリル基を有する原薬において起こり、100倍以上の増加したビタミンB12を引き起こしたことを示した。各試料のビタミンB12量に起因する色における差異は肉眼で明らかであった(図2a)。
Vitamin B12 is an essential cofactor for mammalian cell culture. CN-Cbl, the most stable form of vitamin B12 , is the only source used in cell culture processes. It has been reported that light can convert CN-Cbl to HO-Cbl, which is highly reactive towards mAbs (Prentice KM et.al.: MAbs 2013, 5(6):974-981). Low (batch 1) or high (batch 2) levels of free sulfhydryl content to demonstrate the need for both free thiols from proteins and reactive HO-Cbl to produce pink color in the drug substance. A series of tests were set up by incubating mab A with CN-Cbl or HO-Cbl. Vitamin B12 isoforms and mAbs were mixed and incubated in the dark at room temperature for 1 day. After incubation, free vitamin B12 was removed by filtration. The amount of vitamin B12 retained was (Table 2);
(1) HO-Cbl is much more active than CN-Cbl to form complexes with the same batch mAb;
(2) drug substances with higher levels of free sulfhydryl groups are more reactive than drug substances with lower levels of free sulfhydryl groups, and (3) the highest vitamin B12 uptake is in the presence of HO-Cbl and at high levels. of drug substances with free sulfhydryl groups, causing a more than 100-fold increase in vitamin B12 . Differences in color due to the vitamin B12 content of each sample were visible to the naked eye (Figure 2a).
遊離スルフヒドリル基は、タンパク質中の還元されたジスルフィド結合に由来する。mAb Aバッチ2の原薬は、タンパク質分子あたり平均3.1の遊離スルフヒドリル基を有し(表2)、抗体分子の95%以上が還元された(図2bおよび図2c)。過酸化水素(0.1%v/v)をバッチ2材料に加え、低分子量種(LMW)の大部分(86.6%)を抗体モノマーに変換した(図2bおよび図2c)。再酸化された材料は、より低い遊離スルフヒドリルレベル(H2O2処理後およびHO-Cblのインキュベーション前に測定)およびHO-Cblに対するより低い反応性を有していた。これらの結果は、ピンク色の生成が二次反応であり、その速度が両方の反応物、すなわち遊離スルフヒドリル基とHO-Cblの濃度に依存することを示す。
Free sulfhydryl groups are derived from reduced disulfide bonds in proteins. The drug substance of
ビタミンB12は抗体に共有結合する。
以前の文献では、非共有結合性の性質が示唆されたが、ビタミンB12の付着の性質に関する実験的証拠は提供されていない(Derfus et al.,2014)。推定される非共有結合は、ビタミンB12に対する抗体の構造および電荷の相補性が必要であり、したがって、天然のタンパク質構造の破壊により、結合したビタミンB12が放出されるであろう。2つの変性方法、加熱およびSDS処理を使用した。85℃で20分間加熱すると、mAb Bピンク色の材料が変性して沈殿した。タンパク質をほとんど含まない上清は、開始タンパク質溶液の総ビタミンB12の約3.5%しか含まれていなかった(表1)。SDSは、ペプチド骨格に結合し、変性タンパク質を溶液に溶解した状態に維持することにより、タンパク質を変性させる。ビタミンB12アッセイでは、ビタミンB12のすべてではないにしても、ほとんどが依然として変性タンパク質に結合していることが示された(表1)。非還元キャピラリー電気泳動-SDS(CE-SDS)で、着色物質の移動度シフトが検出された。初期のmAb A原薬とmAb A-ビタミンB12の両方の着色された複合体は、ジスルフィド還元に起因して、非還元CESDSで複数のバンドを有していた。初期材料で対応するピークに重なったピークに加えて、着色物質は高分子量側にシフトする追加のピークがあり、単一の軽鎖や重鎖などの低分子量ピークでシフトがより顕著であって(図2d)。この観察結果は、mAbへのビタミンB12分子の追加として簡単に説明できた。まとめると、これらの結果は、ビタミンB12が変性タンパク質と結合しており、変性条件下でタンパク質と共移動することを実証する。したがって、ビタミンB12とmAbの相互作用が非共有結合的性質であることはないであろう。
Vitamin B12 is covalently bound to the antibody.
Previous literature suggested a non-covalent nature, but no experimental evidence was provided regarding the nature of vitamin B12 attachment (Derfus et al., 2014). The presumed non-covalent binding would require structural and charge complementarity of the antibody to vitamin B12 , and thus disruption of the native protein structure would release the bound vitamin B12 . Two denaturation methods were used: heating and SDS treatment. Heating at 85°C for 20 minutes denatured and precipitated the mAb B pink material. The nearly protein-free supernatant contained only about 3.5% of the total vitamin B12 of the starting protein solution (Table 1). SDS denatures the protein by binding to the peptide backbone and keeping the denatured protein dissolved in solution. Vitamin B12 assays showed that most, if not all, of the vitamin B12 was still bound to the denatured protein (Table 1). A mobility shift of the colored material was detected in non-reducing capillary electrophoresis-SDS (CE-SDS). Both the initial mAb A drug substance and the colored complex of mAb A-vitamin B12 had multiple bands in non-reducing CESDS due to disulfide reduction. In addition to the peaks overlapping the corresponding peaks in the initial material, the colored material had additional peaks shifted to higher molecular weight, with the shift being more pronounced for the lower molecular weight peaks such as the single light and heavy chains (Figure 2d). This observation could be easily explained as the addition of a vitamin B12 molecule to the mAb. Taken together, these results demonstrate that vitamin B12 is bound to the denatured protein and co-migrates with the protein under denaturing conditions. Therefore, the interaction of vitamin B12 with the mAb is unlikely to be of a non-covalent nature.
CN-CblとHO-Cblの両方が、LC/MS/MS解析によるトリプシン消化物で観察された。CN-CblおよびHO-Cblの理論分子量は、それぞれ1254.567および1345.567Daである。CN-Cblで観察される主なイオンは、m/z678.293の二重荷電イオンであり、2つのプロトンが追加されたCN-Cblに対応する。しかしながら、HO-Cblで観察される最も主なイオンは、配位化合物を放出し、かつプロトンを加える、OHリガンドを有するB12-OHに対応するm/z664.789の二重荷電イオンである。HO-Cblからのm/z664.789種およびCN-Cblからのm/z678.293のMS/MSスペクトルがそれぞれ、図4Aおよび4Bに示される。2つのMS/MSスペクトルには、147.09、359.10、456.72、912.44、および1124.45のm/z値を含む多くの共通するフラグメンテーションがある。CN-CblのMS/MSスペクトルのm/z997.48および1209.49は、CoCN基を失うことなく、m/z912.44および1124.45の種に由来する。 Both CN-Cbl and HO-Cbl were observed in tryptic digests by LC/MS/MS analysis. The theoretical molecular weights of CN-Cbl and HO-Cbl are 1254.567 and 1345.567 Da, respectively. The main ion observed in CN-Cbl is a doubly charged ion with m/z 678.293, corresponding to CN-Cbl with two protons added. However, the most predominant ion observed in HO-Cbl is a doubly charged ion with m/z 664.789, corresponding to B12-OH with an OH ligand, releasing a coordination compound and adding a proton. The MS/MS spectra of the m/z 664.789 species from HO-Cbl and m/z 678.293 from CN-Cbl are shown in Figures 4A and 4B, respectively. The two MS/MS spectra have many common fragmentations, including m/z values of 147.09, 359.10, 456.72, 912.44, and 1124.45. m/z 997.48 and 1209.49 in the MS/MS spectrum of CN-Cbl are derived from the species m/z 912.44 and 1124.45 without loss of the CoCN group.
トリプシン消化物のLC/MS/MS解析により、いくつかのシステイン残基との配位により、コバラミンとIgG間の配位共有結合が発見された。各軽鎖には5つのシステイン残基があり、各重鎖には11のシステイン残基がある。しかしながら、表3に記載されているように、MSによってコバラミンと配位錯体を形成することが観察されたのはそのうちの5つ(L-C214、H-C134、H-C321、H-367、H-C425)だけである。L-C214は軽鎖のC末端にあり、それは、配位共有結合の形成に関与する唯一の軽鎖システイン残基である。
表3. IgG-ビタミンB12反応混合物のトリプシン消化物で観察されるペプチド-コバラミン複合体を含有するシステイン
Table 3. Cysteine containing peptide-cobalamin complexes observed in tryptic digests of IgG-vitamin B12 reaction mixtures
これは、2ppmの質量精度で、C末端ペプチドL19-Cbl複合体(1635.646Da)および不完全消化ペプチドL18-19-Cbl複合体(2139.894Da)で観測される質量によって証明される。これらの配位錯体は、MS/MS解析でも確認された。これら2つのペプチド-Cbl複合体のMS/MSスペクトルは非常に類似しており、主にコバラミンからのフラグメントからなる。MS/MSフラグメントの大部分は、HO-Cblのm/z664.789種のMS/MSスペクトルと比較することで特定できる。図4Aおよび4Bに示すように、m/z147.09、359.10、486.24は、HO-CblのMS/MSスペクトルとまったく同じである。さらに、m/z971.47および1183.48の種は、m/z912.44および1124.45の同じ構造と、コバルト(原子質量58.93Da)からなる。 This is evidenced by the masses observed for the C-terminal peptide L 19 -Cbl complex (1635.646 Da) and the incompletely digested peptide L 18-19 -Cbl complex (2139.894 Da) with a mass accuracy of 2 ppm. . These coordination complexes were also confirmed by MS/MS analysis. The MS/MS spectra of these two peptide-Cbl complexes are very similar and consist mainly of fragments from cobalamin. Most of the MS/MS fragments can be identified by comparison with the MS/MS spectrum of the HO-Cbl m/z 664.789 species. As shown in Figures 4A and 4B, m/z 147.09, 359.10, 486.24 are exactly the same as the MS/MS spectrum of HO-Cbl. Furthermore, the species at m/z 971.47 and 1183.48 consist of the same structure at m/z 912.44 and 1124.45 and cobalt (atomic mass 58.93 Da).
同様に、重鎖上の4つのシステインがコバラミンと配位結合を形成することが確認されている。H-C134は、FAB領域のL-C214とのジスルフィド結合のカウンターパートである。他の3つのシステイン残基H-C321、HC-C367およびH-C425は、重鎖Fc領域上の3つのC末端システインである。さらに、HC-C367とH-C425は、ネイティブIgG4のペアのジスルフィド架橋である。 Similarly, it has been confirmed that the four cysteines on the heavy chain form coordinate bonds with cobalamin. H-C134 is the disulfide bond counterpart with L-C214 in the FAB region. The other three cysteine residues H-C321, HC-C367 and H-C425 are the three C-terminal cysteines on the heavy chain Fc region. Furthermore, HC-C367 and HC425 are disulfide bridges of a pair of native IgG4.
HO-CblへのCN-Cblの光変換およびピンク色産物の工程管理。上記のように、ピンク色の反応は、還元抗体分子とHO-Cblの濃度に依存する2次反応である。したがって、抗体分子の還元および/またはHO-Cblの生成を防ぐために、工程管理戦略が必要である。抗体産物の還元の制御は非常に複雑なプロセスであり、抗体再設計(Peters SJ et.al. J Biol Chem 2012、287(29):24525-24533;Aalberse RC et.al, 2002)、培養培地組成(Trexler-Schmidt M et.al. Biotechnol Bioeng 2010、106(3):452-461)、プロセスパラメーター(Mun M et.al. Biotechnol Bioeng 2015、112(4):734-742)および収集処理(Trexler-Schmidt M et.al, 2010)を伴い得る。可視光への曝露を避けることでHO-Cblの量を制御することも代替戦略である。しかしながら、これらのオプションは、操作に不便をもたらす可能性があり、細胞系統特異的であることがある。 Photoconversion of CN-Cbl to HO-Cbl and process control of pink product. As mentioned above, the pink reaction is a secondary reaction that depends on the concentration of reduced antibody molecules and HO-Cbl. Therefore, process control strategies are required to prevent reduction of antibody molecules and/or generation of HO-Cbl. Controlling the reduction of antibody products is a very complex process, and has been extensively studied in antibody redesign (Peters SJ et.al. J Biol Chem 2012, 287(29):24525-24533; Aalberse RC et.al, 2002), culture media Composition (Trexler-Schmidt M et.al. Biotechnol Bioeng 2010, 106(3):452-461), process parameters (Mun M et.al. Biotechnol Bioeng 2015, 112(4):734-742) and collection treatment ( (Trexler-Schmidt M et. al, 2010). Controlling the amount of HO-Cbl by avoiding exposure to visible light is also an alternative strategy. However, these options may pose operational inconveniences and may be cell lineage specific.
CN-Cbl変換を引き起こす波長を特定することでこの問題に取り組み、光源から有害な波長を除去することにより制御戦略を設定した。ビタミンB12は、UVAと可視光の両方の吸収を有する(図1)。新しく調製したmAb A培地を、(1)500-1,000luxの強度の白色蛍光灯チューブから提供される通常の実験室の光、または(2)CFL蛍光灯によって提供される強化可視光、または(3)360nmを中心とする強化UVA光の下で曝露した。CN-CblとHO-Cblは、RP-UPLCによって分離および定量した(図4B)。結果は、CN-CblをHO-Cblに主に変換させたのは、UVA光ではなく可視光であったことを示す(表4)。変換率は通常の実験室の光と高強度の可視光の両方からの全体的な照明(強度×時間)の関数であった。
表4 .UVAライトでなく可視光線がCN-Cbl変換の原因である。
Table 4. Visible light, not UVA light, is responsible for CN-Cbl conversion.
次に、エネルギーの関数としてCN-Cblの変換を引き起こすことができる可視波長(または色)の範囲を調査した。選択したカラーフィルターを使用して、特定した波長カットオフを持つ光を生成し、光スペクトルの特定の領域を分離した(図4A)。表5に示すように、異なる色の光への露光時間の関数としてのCN-Cbl変換の程度。ポリカーボネートガラスはほとんどのUVA光を遮断できるが、可視光を透過させるため、CN-Cbl変換を防ぐことができなかった。波長が600nmを超える赤色光への曝露は、最も遅いCN-Cbl変換の速度を有した(図4d)。対照的に、緑色光(図4e)と青色光の両方は、はるかに高いCN-Cbl変換率を有する。CN-Cblは、420nmおよび500-550nmの領域に吸収ピークを有し、この研究で使用される青色および緑色の光スペクトルと重なる。これらの結果は、異なる色の光がCN-Cbl変換に異なる影響を及ぼし、<600nmを超える波長のみがCN-Cbl変換を引き起こすという見解を裏付ける確かな証拠を提供する。
表5. 色光はCN-Cbl変換に影響を与える。
Table 5. Colored light affects CN-Cbl conversion.
ピンク色の管理戦略として、製造環境で赤色光を使用する。通常の白色蛍光灯の代わりに赤色光を使用して、実験室の設定で試験した。還元したmAb A(表2のバッチ2製品)は、収集時に実際の細胞培養と同様のmAb A濃度で培養培地にスパイクした。培養培地は、以前に白色光、赤色光または緑色光にさらした(1.2百万時間)。暗所で一晩(20時間)インキュベートした後、mAbをプロテインAカラムで精製し、結合したビタミンB12をELISAアッセイで測定した。表6に示すように、白と緑の両方の光にさらされた培地におけるビタミンB12付着は、赤光にさらされたものと暗所コントロールよりも多かった。これらの結果は、赤色光が実際にCN-Cblを変換から保護できることを示す。
表6. 様々な色光に曝されたCBにスパイクされたmAb A原薬
Table 6. mAb A drug substance spiked into CB exposed to various colored lights
実施例2
製造プロセスの間の抗体ジスルフィド結合還元を防止するために過酸化水素を使用すること
Example 2
Using hydrogen peroxide to prevent antibody disulfide bond reduction during the manufacturing process
タンパク質ストック
2つのIgG4分子(1および2)および2つのIgG1分子(3および4)を本研究において使用した。IgG4分子は、IgG1鎖間ジスルフィド結合構造CPPCに似た元のIgG4のヒンジ領域モチーフCPSCのセリンからプロリンへの単一点突然変異を有していた(Liu H et.al. MAbs. 2012;4:17-23, Aalberse RC et.al.Immunology 2002;105:9-19)。すべてのmAbはCHO細胞培養で産生され、細胞生存率は50から90%の範囲であった。清澄化バルク(CB)は、特に指定がない限り、通常、深層ろ過で生成され、この場合、遠心分離によって生成した。いくつかの場合のmAb 1細胞培養物は、深層ろ過の前に低pHと硫酸デキストランで処理した。ダウンストリーム精製はプロテインAクロマトグラフィー、追加のポリッシングクロマトグラフ工程およびヒスチジン-シュガー-ベースバッファへの最終限外ろ過/透析ろ過工程により達成される。タンパク質濃度はDropsense-96分光計(Trinean NV, 9050 Gent, Belgium)による280nmでの吸光度(A280)により決定した。
Protein stocks two IgG4 molecules (1 and 2) and two IgG1 molecules (3 and 4) were used in this study. The IgG4 molecule had a single point serine to proline mutation in the original IgG4 hinge region motif CPSC, which resembles the IgG1 interchain disulfide bond structure CPPC (Liu H et.al. MAbs. 2012; 4: 17-23, Aalberse RC et. al. Immunology 2002;105:9-19). All mAbs were produced in CHO cell culture, and cell viability ranged from 50 to 90%. Clarified bulk (CB) was usually produced by depth filtration, unless otherwise specified, in which case it was produced by centrifugation.
遊離スルフヒドリルコンテント(チオール)アッセイ
該方法では文献(Arner ES et.al. Methods Enzymol 1999;300:226-239)を若干改変し、2,2’-ジニトロ-5,5’-ジチオ安息香酸(DTNB)を使用した。簡潔には、10mLの清澄化バルクまたは原薬(DS)の試料を96ウェルプレートで15mLのTEバッファ(50mM Tris-HCl、20mM EDTA、pH7.6)と混合した。DTNB溶液(エタノール中5mg/ml;Sigma-Aldrich、D8130)を使用前に1:9の体積比で0.2M Tris(pH8)中8Mグアニジン-HClと新たに混合した。100mLのDTNB/グアニジン溶液を各ウェルに加え、混合した。重複試料を試験した。412nmでのスペクトル吸収を測定し、モル吸光係数値13,600M-1cm-1を遊離チオール含量の計算に使用した。
Free sulfhydryl content (thiol) assay The method is based on the literature (Arner ES et. al. Methods Enzymol 1999; 300:226-239) with slight modifications, and uses 2,2'-dinitro-5,5'-dithiobenzoic acid (DTNB). )It was used. Briefly, 10 mL of clarified bulk or drug substance (DS) samples were mixed with 15 mL of TE buffer (50 mM Tris-HCl, 20 mM EDTA, pH 7.6) in a 96-well plate. DTNB solution (5 mg/ml in ethanol; Sigma-Aldrich, D8130) was freshly mixed with 8 M guanidine-HCl in 0.2 M Tris (pH 8) in a 1:9 volume ratio before use. 100 mL of DTNB/guanidine solution was added to each well and mixed. Duplicate samples were tested. The spectral absorption at 412 nm was measured and the molar extinction coefficient value of 13,600 M −1 cm −1 was used to calculate the free thiol content.
酸化還元指示薬アッセイ
2,6-ジクロロフェノールインドフェノール(D2932、Spectrum Chemical MFG Corp、Gardena、CA)を水に溶解して、新鮮な1%ストック溶液を作製した。2,6-ジクロロフェノールインドフェノールの酸化型は中性pHで青色であり、還元されると無色になった。酸性pHでは、2,6-ジクロロフェノールインドフェノールの酸化型は紫色で、還元されると無色に変化した。還元および非還元の試料につきDCPIP色範囲を決定するために、100%mAb 2細胞溶解物を遠心分離により産生された通常の清澄化バルクと混合して一連の細胞溶解物の0、3、5、10、20、30、40、50、60および70%希釈を精製した。各希釈の遊離チオール含量をすぐに測定し、希釈の関数としてプロットした(図6D)。DCPIP(10mL)を一連の細胞溶解希釈物(室温で1mL)に加え、数秒から数分以内に目視検査でどの希釈液が色の変化を示したかを判定した。
非還元および還元Caliper
LabChip GXII Touch HT System(PerkinElmer)を製造元の推奨に従って、還元(R_Caliper)および非還元(NR_Caliper)条件下の両方で、mAb純度解析のために使用した。NR_Caliperは2重鎖1軽鎖(HHL)、1重鎖1軽鎖(HL)、重鎖(HC)および軽鎖(LC)を含む抗体断片を分離しかつ定量するための最も便利なハイスループットツールであった。サイズ排除クロマトグラフィーをインタクトなmAbおよび高分子量(HMW)種をモニターするために使用した。
Non-reducing and reducing Caliper
The LabChip GXII Touch HT System (PerkinElmer) was used for mAb purity analysis under both reducing (R_Caliper) and non-reducing (NR_Caliper) conditions according to the manufacturer's recommendations. NR_Caliper is the most convenient high-throughput method for separating and quantifying antibody fragments including
mAbの抗体酸化の質量分析測定
mAb2および3の試料をジチオトレイトールにより還元し、ヨードアセトアミドによってアルキル化し、トリプシンで消化した。トリプシン消化物を、Thermo Scientific Orbitrap Q-EXACTIVETM PLUS質量分析計(Bremen、Germany)により解析する前に、Waters ACQUITY UPLC system(Milford, MA U.S.A.)クロマトグラフィーで分離した。Waters Acquity BEH C18カラム(1.7mm、2.1£150mm)を分離に使用した(40℃で)。110分間にわたる2%から80%移動相Bの直線勾配を使用して0.2mL/分の流速でペプチド(移動相A:水中0.1%ギ酸;移動相B:アセトニトリル中0.1%ギ酸)を溶出した。
Mass spectrometry measurements of antibody oxidation of mAbs Samples of
Q Exactive Plus質量分析計はMSとMS/MSの取得を切り替えるためにデータ依存モードで動作していた。40のシースガス流量、10の補助ガス流量、3kVのスプレー電圧、275℃のキャピラリー温度、および60のS-Lens RFレベルを使用して、イオンを生成した。解像度はそれぞれ、サーベイスキャンおよびMS/MSイベントについて70,000(AGCターゲット3e6)および17,500(AGCターゲット1e5)に設定した。10sのダイナミックエクスクルージョン時間は単一の繰り返し回数で使用した。相対的な定量は、サーベイスキャンの選択されたイオンクロマトグラムで、酸化ペプチドのピーク面積を天然ペプチドと酸化ペプチドの合計で割ることにより達成した。 The Q Exactive Plus mass spectrometer was operated in data dependent mode to switch between MS and MS/MS acquisitions. Ions were generated using a sheath gas flow rate of 40, an auxiliary gas flow rate of 10, a spray voltage of 3 kV, a capillary temperature of 275° C., and an S-Lens RF level of 60. Resolution was set to 70,000 (AGC target 3e6) and 17,500 (AGC target 1e5) for survey scans and MS/MS events, respectively. A dynamic exclusion time of 10 s was used with a single repetition number. Relative quantification was achieved by dividing the peak area of oxidized peptides by the sum of native and oxidized peptides in selected ion chromatograms of the Survey Scan.
過酸化水素および他の過酸化物処理
30%ストック過酸化水素(Sigma-Aldrich cat. 216763、密度1.11g/mL)を使用前に水で3%ストック(v/v、980mMに等しい)に新たに希釈した。3%ストックを細胞培養物またはCBに加え、必要に応じて0.1から20mMの最終濃度にした。抗体ジスルフィド還元への過酸化水素の影響を試験するために、過酸化水素ストックを最終濃度0、0.1、0.33、1、3、5、10または20mMでCBに加えた。
Hydrogen Peroxide and
過酸化水素、過炭酸ナトリウム(Sigma-Aldrich, Cat. 371432、2Na2CO3 3H2O2)および過ホウ酸ナトリウム(Sigma-Aldrich, Cat. 372862、NaBO3 H2O)を含有する2つの無機化学物質も試験した。過炭酸ナトリウムおよび過ホウ酸ナトリウムの両方は、水と接触すると加水分解を受け、それぞれ、過酸化水素ならびに炭酸塩もしくはホウ酸塩を産生する。 Two inorganic chemicals were also tested, including hydrogen peroxide, sodium percarbonate (Sigma-Aldrich, Cat. 371432, 2Na2CO3 3H2O2) and sodium perborate (Sigma-Aldrich, Cat. 372862, NaBO3 H2O). Both sodium percarbonate and sodium perborate undergo hydrolysis upon contact with water to produce hydrogen peroxide and carbonate or borate salts, respectively.
ジスルフィド結合還元の小規模モデル
吸引キャップ付きの500mLボトル(FlexBioSys, Cat FXB-500M-0005)を300mL清澄化バルクで充填した。あるいは、50mLのバイオプロセスバッグ(ThermoFisher, Cat SH30658.11)を30mL清澄化バルクで充填した。容器を純窒素ガス供給ラインに接続し、室温で1-2時間窒素ガス(≦5psi)でフラッシュし、その後、1日間エアレス(airless)状態で密閉した。保持後、試料を遊離チオールアッセイで直ちに解析するか、NR_Caliperで解析する前にヨードアセトアミド(最終濃度20mM)と混合した。
Small scale model of disulfide
抗体ジスルフィド結合還元の最悪の場合を生成するために、100%細胞破壊を機械的破壊により人工的に誘発した。細胞培養物を遠心し(500g、20分間)、細胞ペレットを元の容量の1/10でRIPAバッファ(ThermoFisher, Cat 8990.25mM Tris、150mM NaCl、0.1%SDS、1%デオキシコール酸ナトリウム、1%NP-40、pH7.6)に懸濁し、室温で30分間振とうして溶解し、次いで氷上で冷却し、3分間高速組織ホモジナイザーにかけた。これらの工程で完全な細胞溶解が達成されたと想定された。次に、溶解した材料を遠心分離した上清に戻した。この細胞溶解物を、過酸化水素を含むまたは含まない50mLバッグに充填し、次いで窒素ガスでフラッシュし、上記のように室温で1日間エアレス状態で保持した。インキュベーション後、細胞溶解物を4℃で60分間、3,000gで2回遠心分離し、0.2ミクロンフィルターを通過させ、上記のように解析した。 To generate the worst case of antibody disulfide bond reduction, 100% cell disruption was artificially induced by mechanical disruption. The cell culture was centrifuged (500 g, 20 min) and the cell pellet was dissolved in RIPA buffer (ThermoFisher, Cat 8990.25mM Tris, 150mM NaCl, 0.1% SDS, 1% sodium deoxycholate) at 1/10 of the original volume. , 1% NP-40, pH 7.6), shaken for 30 minutes at room temperature to dissolve, then cooled on ice and subjected to a high-speed tissue homogenizer for 3 minutes. It was assumed that complete cell lysis was achieved with these steps. The lysed material was then returned to the centrifuged supernatant. The cell lysate was filled into 50 mL bags with or without hydrogen peroxide, then flushed with nitrogen gas and kept airless at room temperature for 1 day as described above. After incubation, cell lysates were centrifuged twice at 3,000 g for 60 min at 4°C, passed through a 0.2 micron filter, and analyzed as described above.
過酸化水素処理および製品品質特性へのその影響
mAb 4について、実験室規模のバイオリアクターの細胞培養液を次の2つの実験に使用した。最初の実験では、遠心分離と0.2ミクロンフィルターを使用したろ過により、清澄化バルクが生成された。得られた清澄化バルクは、(a)コントロールとして4℃で4日間保存したか、(b)過酸化水素と組み合わせて最終濃度10mMの過酸化物とし、4℃で4日間保存した。第二の実験では、過酸化水素を細胞培養液(細胞を含む)に添加し、遠心分離の前に室温で1時間インキュベートした。得られた清澄化バルクは、(a)コントロールとして4℃で4日間保存するか、(b)3日目に室温に置き、窒素ガスでフラッシュし、もう1日間室温で保持した。
Hydrogen peroxide treatment and its impact on product quality attributes For mAb 4, cell cultures in a laboratory scale bioreactor were used for the following two experiments. In initial experiments, clarified bulk was produced by centrifugation and filtration using a 0.2 micron filter. The resulting clarified bulks were either (a) stored at 4°C for 4 days as a control or (b) combined with hydrogen peroxide to a final concentration of 10 mM peroxide and stored at 4°C for 4 days. In the second experiment, hydrogen peroxide was added to the cell culture medium (containing cells) and incubated for 1 hour at room temperature before centrifugation. The resulting clarified bulks were either (a) stored at 4° C. for 4 days as a control, or (b) placed at room temperature on the third day, flushed with nitrogen gas, and kept at room temperature for another day.
得られたすべての試料は、プロテインAクロマトグラフィーで処理され、続いてプロセス中心点条件を使用する低pHウイルス不活化および中和工程が行われた。製品の品質特性は、インタクトな抗体および凝集体レベルを解析するためのサイズ排除超高速液体クロマトグラフィーにより、電荷変異分布の画像化キャピラリー等電点電気泳動により、および純度に関して還元および非還元条件下でCaliperにより、評価した。工程不純物は、宿主細胞タンパク質についてのELISAおよび残留DNAについてのqPCRによって推定された。 All samples obtained were processed with protein A chromatography followed by a low pH virus inactivation and neutralization step using process center point conditions. Product quality was characterized by size-exclusion ultraperformance liquid chromatography to analyze intact antibody and aggregate levels, by capillary isoelectric focusing to image charge variation distributions, and under reducing and non-reducing conditions for purity. Evaluation was made using Caliper. Process impurities were estimated by ELISA for host cell proteins and qPCR for residual DNA.
mAb 2について、過酸化水素を最終濃度0、3、5および10mMで清澄化バルクに加え、次いで、窒素ガスを流しながら1日間室温で保持した。得られた試料を解析の前にハイスループットプロテインAクロマトグラフィーを介して処理した。
For
製造の間のジスルフィド結合還元
mAbの還元は、清澄化バルク(CB)またはプロテインA溶出(PAE)のいずれかにおいて、いくつかのIgG1およびIgG4抗体分子について工程開発で観察された。
Disulfide Bond Reduction During Manufacturing Reduction of mAbs was observed in process development for several IgG1 and IgG4 antibody molecules, either in clarified bulk (CB) or protein A elution (PAE).
他のグループと同様に、我々は収集と一次回収の間に清澄化バルクにおける総遊離チオールの蓄積を観察した(WO2015/085003, Ruaudel J, et.al. BMC Proceedings 2015;9(9):24)。ジスルフィド還元を示したmAb 1清澄化バルクの試料と、示さなかった試料との間の遊離チオール濃度における違いは、顕著であった(図5A)。mAb 1の場合、清澄化バルクにおける遊離チオールレベルが100mM未満であると、低分子量生成のリスクは低かった;100-200mMの遊離チオールレベルは潜在的なリスクをもたらした;および200mMを超える遊離チオールレベルは低分子量生成のリスクが高かった。注意すべき点は、エルマン試薬(2,2’-ジニトロ-5,5’-ジチオ安息香酸;DTNB)がタンパク質における遊離スルフヒドリル基に加えて、還元グルタチオン、システインおよびリポ酸などの小スルフヒドリル含有分子の両方のスルフヒドリル基と反応することである。したがって、遊離チオールレベルのベースラインレベルは、細胞株、培地組成(小スルフヒドリル含有分子)および細胞生存率に依存する。それにもかかわらず、ジスルフィド結合の還元が起こったとき、遊離チオールレベルはベースラインよりもはるかに高くなる傾向があった。
Similar to other groups, we observed an accumulation of total free thiols in the clarified bulk during collection and primary recovery (WO2015/085003, Ruaudel J, et.al. BMC Proceedings 2015;9(9):24 ). The difference in free thiol concentration between samples of
清澄化バルクにおける遊離チオールのレベルは非常に動的であり、組成と処理プロセスに関係する。空気曝露に加えて、保存温度およびpHなどの他の要因も、そのダイナミクスに影響する。mAb 1清澄化バルクのpHを7から4.8に調整し、その後深層ろ過により細胞を除去すると、遊離チオールレベルおよび観察される低分子量の割合がわずかに減少した(図5Bおよび5C)。細胞収集物をpH4.8および硫酸デキストラン(0.05g/Lおよび60分間混合後、遠心分離およびろ過)の組み合わせで処理した場合、遊離チオールレベルは大幅に低下し、凝集(flocculation)がTrx/TrxRおよびGlu/GRを含む宿主細胞タンパク質を除去し、かつ、いくつかの小スルフヒドリル含有分子を除去することがあるという観察と一致した。遊離チオールのレベも温度により異なった。コントロールの清澄化バルクの37℃で75分間のインキュベーションは遊離チオール含量の60%低下を引き起こした。しかしながら、TrxRおよびGR反応に必要な成分である1mMのNADPHを37℃インキュベーションの前にその溶液に加えた場合、遊離チオールレベルの増加がコントロールおよびpH調整CBで見られた(図5A)。これらの動的な変化は、低分子量生成のリスクをよりよく予測するために、収集前から収集後の工程で遊離チオールレベルがモニターされるべきであるということを示す。
The level of free thiols in the clarified bulk is highly dynamic and is related to composition and processing process. In addition to air exposure, other factors such as storage temperature and pH also affect its dynamics. Adjusting the pH of the
ジスルフィド結合還元を予測するために酸化還元指示薬を使用する
ジスルフィド結合還元は酸化還元反応であるため、DTNB試験に代わるシンプルで迅速かつ堅牢な方法として酸化還元指示薬を使用し、かつ収集および回収の間の低分子量形成の潜在的なリスクを予想することができる。酸化還元指示薬は、pH指示薬が特定のpHで色変化を受けるのと同様の方法で、特定の電極電位で明確な色変化を受ける。適切な酸化還元指示薬を見つけるために、一連の市販の酸化還元指示薬が試験され、いくつかを生物製剤製造プロセスで使用できる最良の潜在的候補として特定した。
Using redox indicators to predict disulfide bond reduction Since disulfide bond reduction is a redox reaction, we use redox indicators as a simple, rapid and robust alternative to the DTNB test, and during collection and recovery. The potential risk of low molecular weight formation can be anticipated. Redox indicators undergo a distinct color change at a particular electrode potential in a similar way that a pH indicator undergoes a color change at a particular pH. In order to find suitable redox indicators, a series of commercially available redox indicators were tested and several were identified as the best potential candidates for use in the biopharmaceutical manufacturing process.
酸化還元指示薬の例は、2,6-ジクロロフェノールインドフェノール(DCPIP、図6A)である。その色は低分子量の割合が高いmAb 2精製原薬において変化し(図6B)、そしてその色はそれぞれ、高、中、および低レベルの遊離チオールの清澄化バルクにおいて完全に変化し、部分的に変化し、または変化しなかった(図6C)。DCPIP色変化範囲を決定するために、DCPIPストック溶液を既知の遊離チオール濃度のmAb 2細胞溶解物の連続希釈液に加えた(図6D)。DCPIPは3-5%細胞溶解物および80-100mM範囲の遊離チオール濃度でmAb 2 CBにおいて色変化を受けた。したがって、清澄化バルク試料が100mMより高い遊離チオール濃度を有した場合、DCPIPの色が変わり、この機能はDCPIPを製造の間のジスルフィド結合還元のリスクを予測するための迅速かつ使いやすい方法とする。
An example of a redox indicator is 2,6-dichlorophenolindophenol (DCPIP, Figure 6A). The color changes in
DCPIPにおける色変化が遊離チオールレベルと相関しているかどうか、および低分子量の生成を正しく予測することができかどうかを調べるために研究を設計した(図6E)。mAb 3清澄化バルクを処理前にフィルタートレイン(filter train)の空気または窒素ガスフラッシングで深層ろ過により生成した。窒素ガスフラッシングを使用して収集プロセスの間に液体に酸素が曝されない「エアレス」状態を生成した。得られた清澄化バルクを液体体積に対して0、20、50および100%空気オーバーレイヘッドスペース体積で小さな容器に分注し、4℃、24℃および37℃で1日インキュベートした。表7に示されるように、収集および回収の間の空気の存在は低分子量生成の防止に重要であった。この場合、開始時の清澄化バルクはエアレス状態(207mM)と比較してより低い遊離チオール濃度(51mM)を有し、かつ溶存酸素(DO)レベルは空気オーバーレイ%および異なる温度での保持条件でも低分子量生成を抑制するのに十分(≧37%)であった。
表7. 生成され、および様々な空気およびエアレス状態で保持されたmAb 3清澄化バルクにおける遊離チオール濃度およびDCPIP色変化。
Table 7. Free thiol concentration and DCPIP color change in
対照的に、保持の間の%空気オーバーレイはエアレス状態で生成される清澄化バルクにとって重要になった。最悪の場合はエアレス収集およびエアレス保持であり、インタクトなmAbモノマーは96.5%から81.6%に減少した。さらに、空気オーバーレイが20%以上である場合に、ジスルフィド還元は起こらなかった。インキュベーション温度は、遊離チオール濃度に対して異なる効果を有した。最も高い遊離チオール濃度および最大の還元は24℃保持で起こった。4℃保持後の遊離チオール量は、保持前の量と近かった。37℃での保持はTrxRおよびGR酵素活性に最適な温度であると推定された。しかしながら、すべての条件で遊離チオール量が普遍的に減少し、データは図5に示すようにmAb1の結果と一致した。 In contrast, % air overlay during retention became important for clarified bulk produced in airless conditions. The worst case was airless collection and airless retention, with intact mAb monomer reduced from 96.5% to 81.6%. Additionally, no disulfide reduction occurred when the air overlay was 20% or more. Incubation temperature had different effects on free thiol concentration. The highest free thiol concentration and greatest reduction occurred at the 24°C hold. The amount of free thiol after holding at 4°C was close to the amount before holding. Holding at 37°C was estimated to be the optimal temperature for TrxR and GR enzyme activity. However, all conditions universally decreased the amount of free thiols, and the data were consistent with the results for mAb1, as shown in Figure 5.
1日間の保持試験の最後に、各試料をDCPIPストック溶液と混合した。色の変化は、目視で評価した(図6F)。表7は、色変化のシーケンスが遊離チオール濃度と強い相関関係を有することを示し;遊離チオール濃度が高いほど、DCPIPの色の変化は速くなった。曝気条件で収集されたすべての試料は色の変化を何も示さなかった。 At the end of the one day retention test, each sample was mixed with DCPIP stock solution. Color changes were evaluated visually (Figure 6F). Table 7 shows that the color change sequence has a strong correlation with free thiol concentration; the higher the free thiol concentration, the faster the color change of DCPIP. All samples collected under aerated conditions showed no color change.
異なる標準還元電位の追加の酸化還元指示薬も同様の方法で試験し、チオニンとメチレンブルーは、それぞれ600-800および>1,000mMの遊離チオールレベルで色が変化することがわかった(データは示していない)。これらの色素は、製造の間のリスクのレベルを迅速に予測するための指標のラダーを含むようまとめることができる。 Additional redox indicators of different standard reduction potentials were tested in a similar manner and thionine and methylene blue were found to change color at free thiol levels of 600-800 and >1,000 mM, respectively (data not shown). do not have). These dyes can be assembled to include a ladder of indicators to quickly predict the level of risk during manufacturing.
収集および一次回収の間のジスルフィド結合還元を再現するためのスケールダウンモデル
数多くの証拠は、ジスルフィド結合の減少が、収集操作中の細胞溶解および経時的に室温で十分な量の空気が入っていない密閉容器(例:使い捨てバッグ)に保持されている清澄化バルクと相関していることを示唆していますMun M et.al. Biotechnol Bioeng 2015;112:734-742)。したがって、密閉可能な容器に少量の清澄化バルク(10から300mL)を充填し、かつ窒素ガスを流し、室温を保持してその後低分子量についてのNR_Caliper解析によりエアレス状態を作り出すことによりこの現象を模倣する小規模モデルを開発した(図7)。
A scale-down model to reproduce disulfide bond reduction during collection and primary recovery. Numerous lines of evidence suggest that disulfide bond reduction is due to cell lysis during the collection procedure and to insufficient air intake at room temperature over time. We suggest that this correlates with clarified bulk being held in closed containers (e.g. disposable bags).Mun M et. al. Biotechnol Bioeng 2015;112:734-742). Therefore, we mimic this phenomenon by filling a sealable container with a small amount of clarified bulk (10 to 300 mL) and flushing with nitrogen gas to maintain room temperature and then create an airless condition by NR_Caliper analysis for low molecular weights. We developed a small-scale model to do this (Figure 7).
製造操作からの清澄化バルクは細胞損傷の観点および収集前から収集後に様々な工程の保持時間において、ロット間で変化することがあるため、低分子量含量は数パーセントからほぼ100%までの広範囲にわたって変化し得る。小規模な研究をシミュレートするため、100%細胞溶解をシミュレートするためCHO細胞からの細胞溶解物を元の容量の細胞培養物の上清と混合し、空気の存在下でさえ低分子量の生成させる最悪のシナリオを作製し(上記材料および方法に記載される)(図8A)、密閉可能な容器に充填し、窒素ガスでフラッシュしかつ1日間室温でインキュベートした。これらの条件下で、清澄化バルクにおけるインタクトなmAb 2抗体分子はすべて完全に断片化された(図8Bおよび9B)。100%細胞溶解清澄化バルクにおける遊離チオール含量は1から3mMで測定され、それは通常の操作のものよりも少なくとも10倍以上高かった。
Because clarified bulk from manufacturing operations can vary from lot to lot in terms of cell damage and holding times for various steps from pre- to post-harvest, the low molecular weight content can vary over a wide range from a few percent to nearly 100%. It can change. To simulate small-scale studies, cell lysates from CHO cells were mixed with the original volume of cell culture supernatant to simulate 100% cell lysis, and even in the presence of air, low molecular weight A worst-case scenario was generated (described in Materials and Methods above) (FIG. 8A), filled into a sealable container, flushed with nitrogen gas and incubated at room temperature for 1 day. Under these conditions, all
過酸化水素はジスルフィド結合の還元を阻害できる。
mAbにおけるジスルフィド結合の還元を制御する1つの方法は、mAbが還元される前に清澄化バルクに含有される還元電位を除去することである。この目的でH2O2の使用を試験した。図7に示されるように、コントロールmAb 2清澄化バルクは1日間室温でエアレス状態で保持された後に約20%の低分子量を生成した(図7C)。過酸化水素をエアレス保持の前に0.33、1および3mMの濃度で同じ清澄化バルクに加えた。結果は3mM(約0.01%)過酸化水素が低分子量の生成を完全に防止できることを示した(図7E、7Gおよび7I)。これらの結果は過酸化水素がジスルフィド結合還元を効果的に防止することを示す。
Hydrogen peroxide can inhibit the reduction of disulfide bonds.
One way to control the reduction of disulfide bonds in mAbs is to remove the reduction potential contained in the clarified bulk before the mAb is reduced. The use of H2O2 was tested for this purpose. As shown in Figure 7, the
最悪の場合で低分子量生成を阻害するのに必要なH2O2の最小濃度を決定するために、上記の100%溶解細胞培養物モデルを使用した。本研究では、100%溶解細胞培養物を0、5または10mM H2O2存在下でエアレス状態で保持した。1日保持後、インタクトなmAb2抗体分子は残らず、低分子量種が、ハーフマー(halfmer)のわずかの分画の軽鎖および重鎖により多数を占めており、これは、空気にさらされたコントロール試料と比較して還元がほぼ完全に完了したことを示す(図9Aおよび9B)。H2O2の5mMおよび10mMの追加はそれぞれ、部分的に(図8C)および完全に(図8D)低分子量生成を阻害できる。未精製のCBからのこれらのNR_Caliperの結果を図8Eにまとめた。プロテインA精製後、0、5および10mM H2O2の試料はNR_caliper結果から、それぞれ0、10.1および98.3%の純度の抗体モノマーを有していた(図8F)。空気にさらされた試料が83%の純度の抗体モノマーを有していた。これらの結果は、10mM H2O2が清澄化バルク処理の最悪の場合でのmAb還元を効果的に防止できることを確認する。 The 100% lysed cell culture model described above was used to determine the minimum concentration of H 2 O 2 required to inhibit low molecular weight production in the worst case. In this study, 100% lysed cell cultures were maintained in airless conditions in the presence of 0, 5 or 10mM H2O2. After 1 day of holding, no intact mAb2 antibody molecules remain and low molecular weight species are predominated with a small fraction of halfmer light and heavy chains, compared to air-exposed controls. It shows that the reduction is almost complete compared to the sample (Figures 9A and 9B). Addition of 5mM and 10mM of H2O2 can partially (Fig. 8C) and completely (Fig. 8D) inhibit low molecular weight production, respectively. These NR_Caliper results from unpurified CB are summarized in Figure 8E. After protein A purification, 0, 5 and 10 mM H2O2 samples had antibody monomer purity of 0, 10.1 and 98.3%, respectively, from NR_caliper results (Figure 8F). The air exposed sample had 83% purity of antibody monomer. These results confirm that 10 mM H2O2 can effectively prevent mAb reduction in the worst case of clarified bulk processing.
過酸化水素と置き換えられ得る無機または有機の過酸化物含有化合物は多くある。2つの無機形態の過炭酸ナトリウムおよび過ホウ酸ナトリウムを過酸化水素の代替として試験した。結果は、両方の過酸化物が濃度依存的にジスルフィド結合の還元を効果的に抑制できることを示す(図9)。 There are many inorganic or organic peroxide-containing compounds that can replace hydrogen peroxide. Two inorganic forms, sodium percarbonate and sodium perborate, were tested as replacements for hydrogen peroxide. The results show that both peroxides can effectively suppress the reduction of disulfide bonds in a concentration-dependent manner (Figure 9).
過酸化水素処理および抗体分子の酸化
過酸化水素を使用する主な懸念の1つは、mAbを酸化する可能性である。メチオニン残基は過酸化水素酸化の影響を最も受けやすい(Luo Q, et.al. J Biol Chem. 2011;286:25134-25144, Stracke J, et.al. MAbs. 2014;6:1229-1242)。mAb 2および3(それぞれ、IgG4およびIgG1サブクラスに属する)を様々な過酸化水素処理後にメチオニン酸化について質量分析により解析した。両方の分子について、H2O2の添加(1mMから10mM)および1日間の室温でのインキュベーション後、H2O2濃度に依存する酸化におけるわずかの増加が、上記の過酸化水素処理下の同一ロットの試料で観察された(表8および9)。しかしながら、トリプシンペプチドマッピングおよびLC-MS/MS法に1%のばらつきがあるため、両方のmAb 2および3についてのH2O2誘導酸化変化はわずかであった。
表8.過酸化水素処理後のmAb 2メチオニン残基の酸化
Table 8. Oxidation of mAb 2-methionine residues after hydrogen peroxide treatment
これらの結果は最適な過酸化物濃度下では、過酸化水素または他の過酸化物により媒介されるmAb酸化は有意な増加を示さず、酸化レベルを制御できることを示す。 These results indicate that under optimal peroxide concentrations, mAb oxidation mediated by hydrogen peroxide or other peroxides does not significantly increase, indicating that oxidation levels can be controlled.
製品品質特性への過酸化水素処理の影響
酸化に加えて、他の原薬の品質特性およびダウンストリーム精製プロセスに対する過酸化水素の潜在的な影響も、実験室規模の研究で評価した。実験デザインには、mAb 2(IgG4)およびmAb 4(IgG1)の両方を含んだ。mAb 4について、過酸化水素を収集前細胞培養液および収集後清澄化バルク(細胞なし)に加えた。様々な過酸化水素処理後、得られた清澄化バルクをプロテインAクロマトグラフィーで処理し、その後、解析前に中央プロセスポイント(center process point)条件を使用して低pHウイルス不活性化および中和工程をした。表10に示されるmAb 4についての解析結果は、過酸化水素処理および未処理試料間で試験したすべての特性に目立った変化がないことを示した。工程不純物(宿主細胞タンパク質および残留DNA)はまた、コントロールに匹敵し、プロセス範囲で許容された(データ未掲載)。同様の結果もまた、1日間室温で0、3、5および10mM H2O2により処理したmAb 2について観察された(表10)。
表10. mAb 2および4の製品品質特性への過酸化水素処理。
Table 10. Hydrogen peroxide treatment on product quality characteristics of
したがって、これらの結果は過酸化水素処理(最大10mM)は細胞除去の前および後に過酸化水素で処理された試料において試験されたすべての特性における目立った変化を有しないことを示す。 Therefore, these results indicate that hydrogen peroxide treatment (up to 10 mM) has no noticeable changes in all properties tested in samples treated with hydrogen peroxide before and after cell removal.
Claims (8)
b)培地調製、培地保存、抗体生産および抗体収集から選択される1回以上の間に可視光線への細胞培養培地露光を防止することにより、培地におけるシアノコバラミン(CN-Cbl)からヒドロキソコバラミン(HO-Cbl)への変換を阻害すること
を含む、細胞培養物製造の間にビタミンB12が抗体に結合することを阻害する方法。 a) adding hydrogen peroxide to the clarified bulk at the time of collection at a concentration greater than zero but not exceeding 10 mM to prevent reduction of antibody disulfide bonds; and b) media preparation, media storage, and antibody production. and inhibiting the conversion of cyanocobalamin (CN-Cbl) to hydroxocobalamin (HO-Cbl) in the culture medium by preventing cell culture medium exposure to visible light during one or more selected times of antibody collection. A method of inhibiting vitamin B12 binding to antibodies during cell culture production, comprising:
a) 目的の抗体を産生する細胞を培養すること、
b) 細胞培養物から目的の抗体を収集すること、および
c) 収集時に清澄化バルクにゼロより大きいが10mMを超えない濃度で過酸化水素を加えること
、を含む、抗体の産生のための細胞培養方法。 below:
a) culturing cells that produce the antibody of interest;
b) harvesting the antibody of interest from a cell culture; and c) adding hydrogen peroxide to the clarified bulk at the time of harvest at a concentration greater than zero but not greater than 10 mM. Culture method .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023145991A JP2023182593A (en) | 2017-05-09 | 2023-09-08 | Method of controlling formation of pink color during antibody production |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762503615P | 2017-05-09 | 2017-05-09 | |
US62/503,615 | 2017-05-09 | ||
PCT/US2018/031542 WO2018208743A1 (en) | 2017-05-09 | 2018-05-08 | Method of controlling the formation of pink color during antibody manufacturing |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023145991A Division JP2023182593A (en) | 2017-05-09 | 2023-09-08 | Method of controlling formation of pink color during antibody production |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020519265A JP2020519265A (en) | 2020-07-02 |
JP2020519265A5 JP2020519265A5 (en) | 2021-05-13 |
JP7453788B2 true JP7453788B2 (en) | 2024-03-21 |
Family
ID=62751522
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019561819A Active JP7453788B2 (en) | 2017-05-09 | 2018-05-08 | How to control pink color formation during antibody production |
JP2023145991A Withdrawn JP2023182593A (en) | 2017-05-09 | 2023-09-08 | Method of controlling formation of pink color during antibody production |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023145991A Withdrawn JP2023182593A (en) | 2017-05-09 | 2023-09-08 | Method of controlling formation of pink color during antibody production |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230103511A1 (en) |
EP (1) | EP3621989B1 (en) |
JP (2) | JP7453788B2 (en) |
KR (1) | KR20200004355A (en) |
CN (1) | CN110831964A (en) |
ES (1) | ES2951287T3 (en) |
WO (1) | WO2018208743A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX2022008339A (en) | 2020-01-31 | 2022-08-04 | Chugai Pharmaceutical Co Ltd | Method for producing less colored composition containing polypeptide. |
US20240092870A1 (en) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | Sanofi | Methods of determining protein reduction susceptability |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010533192A (en) | 2007-07-09 | 2010-10-21 | ジェネンテック, インコーポレイテッド | Prevention of disulfide bond reduction during recombinant production of polypeptides. |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2689458B2 (en) * | 1988-02-09 | 1997-12-10 | 武田薬品工業株式会社 | Granular or powdered Vitamin B composition containing lower 1 and lower 2 |
JP2734709B2 (en) * | 1990-01-05 | 1998-04-02 | 東レ株式会社 | Ink jet dyeing fabric and ink jet dyeing method using the same |
SE525083C2 (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-23 | Kemira Kemi Ab | Way to treat mucus |
WO2006060083A1 (en) * | 2004-10-22 | 2006-06-08 | Amgen Inc. | Methods for refolding polypeptides |
JP2009518037A (en) * | 2005-12-05 | 2009-05-07 | ライフライン セル テクノロジー | Cell culture container assembly |
KR20160088930A (en) | 2013-12-04 | 2016-07-26 | 이뮤노젠 아이엔씨 | Compositions and methods for antibody production |
-
2018
- 2018-05-08 WO PCT/US2018/031542 patent/WO2018208743A1/en unknown
- 2018-05-08 CN CN201880031241.9A patent/CN110831964A/en active Pending
- 2018-05-08 KR KR1020197035852A patent/KR20200004355A/en active IP Right Grant
- 2018-05-08 JP JP2019561819A patent/JP7453788B2/en active Active
- 2018-05-08 ES ES18734651T patent/ES2951287T3/en active Active
- 2018-05-08 US US16/612,175 patent/US20230103511A1/en active Pending
- 2018-05-08 EP EP18734651.5A patent/EP3621989B1/en active Active
-
2023
- 2023-09-08 JP JP2023145991A patent/JP2023182593A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010533192A (en) | 2007-07-09 | 2010-10-21 | ジェネンテック, インコーポレイテッド | Prevention of disulfide bond reduction during recombinant production of polypeptides. |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Hydroxocobalamin association during cell culture results in pink therapeutic proteins,mAbs,2013年,Volume 5, Issue 6,pp. 974-981 |
Red colored IgG4 caused by vitamin B12 from cell culture media combined with disulfide reduction at harvest,mAbs,2014年,Volume 6, Issue 3,pp. 679-688 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2951287T3 (en) | 2023-10-19 |
CN110831964A (en) | 2020-02-21 |
KR20200004355A (en) | 2020-01-13 |
JP2023182593A (en) | 2023-12-26 |
JP2020519265A (en) | 2020-07-02 |
US20230103511A1 (en) | 2023-04-06 |
EP3621989B1 (en) | 2023-06-28 |
EP3621989A1 (en) | 2020-03-18 |
WO2018208743A1 (en) | 2018-11-15 |
WO2018208743A9 (en) | 2019-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2023182593A (en) | Method of controlling formation of pink color during antibody production | |
Swainsbury et al. | Engineering of B800 bacteriochlorophyll binding site specificity in the Rhodobacter sphaeroides LH2 antenna | |
Eggink et al. | Synthesis of chlorophyll b: localization of chlorophyllide a oxygenase and discovery of a stable radical in the catalytic subunit | |
US11098112B2 (en) | Anti-VEGF protein compositions and methods for producing the same | |
EP2771038B1 (en) | Methods of reducing or eliminating protein modification and degradation arising from exposure to uv light | |
Vicente et al. | Use of ionic liquids as cosurfactants in mixed aqueous micellar two-phase systems to improve the simultaneous separation of immunoglobulin G and human serum albumin from expired human plasma | |
Du et al. | Vitamin B12 association with mAbs: Mechanism and potential mitigation strategies | |
Ho et al. | IgG aggregation mechanism for CHO cell lines expressing excess heavy chains | |
Sudharshan et al. | pH-induced domain interaction and conformational transitions of lipoxygenase-1 | |
Bhambure et al. | A novel aqueous two phase assisted platform for efficient removal of process related impurities associated with E. coli based biotherapeutic protein products | |
Yamamoto et al. | Alkyl and ω-amino alkyl agaroses as probes of light-induced changes in phytochrome from pea seedlings (Pisum sativum cv. Alaska) | |
CN108138207A (en) | Preparation method, kit and the device of the sugar chain of glycoprotein | |
Onda et al. | Cleaved serpin refolds into the relaxed state via a stressed conformer | |
Retnoningrum et al. | Leu169Trp substitution in MnSOD from Staphylococcus equorum created an active new form of similar resistance to UVC irradiation | |
Lee | Pigment stoichiometry of photosynthetic multiple-protein complexes from dark and high-light treated plants | |
Bommana | Degradation of therapeutic proteins: Screening methods and identification of epimerized amino acids and local conformational changes in light exposed proteins | |
Tan | Disulfide Bond Reduction And Reoxidation Of Monoclonal Antibodies In Biologics Therapeutics Processes-Kinetics Understanding And Applications | |
Eggink | Assembly of light-harvesting complexes in Chlamydomonas reinhardtii | |
Buhr et al. | Site directed mutagenesis of NADPH: protochlorophyllide oxidoreductase A: Novel insights into the structure, function and assembly of LHPP | |
James | Investigation into Peroxiredoxin and interactions in the Peroxiredoxin peroxide scavenging system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200918 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210330 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220329 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221025 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230908 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20231019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240308 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7453788 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |